Cマウント用ネジ変換アダプタ


  • Integrate C-Mount Threaded Components with Other Industry-Standard Threads
  • Adapters Available with Either Internal or External C-Mount Threads
  • Mount C-Mount Lenses to CS-Mount Cameras

CML05

5 mm Spacer

SM1A10TS

Thermally Insulating Adapter
with External SM1 Threads
and Internal C-Mount Threads

RMSA5

External C-Mount
Threads and Internal
RMS Threads

CS165MU

SM1A10Z

MVL4WA

SM1A10Z Adapter Connecting an MVL4WA C-Mount Lens to the SM1-Threaded Aperture of a Zelux® Camera

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CマウントとCSマウントのフランジ-焦点間距離


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アダプタSM1A10Zのスペーサの長さ

Cマウント用ネジ変換アダプタ

こちらのページではCマウントネジ加工付きのネジ変換アダプタをご紹介しております。アダプタは内ネジまたは外ネジでご用意しています。

CSおよびCマウントのネジ規格はどちらも1.00"-32ですが、フランジ焦点距離(FFD)はCマウントの方がCSマウントのFFDよりも5 mm長くなっています(右端の図参照)。各アダプタのスペーサの長さについては、右から2番目の図内で定義されています。アダプタCML05の長さは5 mmで、スペーサとして機能し、CマウントレンズをCSマウントカメラに使用できます。詳細については「Insights-レンズの取付けタブをご覧ください。

これらのアダプタは、当社の光学部品用変換ネジアダプタのラインナップの一部です。全ラインナップは、ネジ変換アダプタのセレクションガイドをご参照ください。

Adapters with External C-Mount (1.00"-32)
and Internal Industry-Standard Threads
Item #Typical ApplicationExternal ThreadsaInternal Threads
SM05A2
info
Mount a C-Mount Camera Body to an SM05 Lens TubeC-Mount (1.00"-32)SM05 (0.535"-40)
RMSA5
info
Mount RMS Objective to CameraC-Mount (1.00"-32)RMS (0.800"-36)
SM1A9
info
Mount a C-Mount Camera Body to an SM1 Lens TubeC-Mount (1.00"-32)SM1 (1.035"-40)
SM1A9TSb
info
Mount a C-Mount Camera Body to an SM1 Lens TubeC-Mount (1.00"-32)SM1 (1.035"-40)
TMA5
info
Mount a C-Mount Camera Body to a T-Mount LensC-Mount (1.00"-32)T-Mount (M42 x 0.75)
SM2A31
info
Mount SM2 Lens Tube
to Camera with C-Mount Thread
C-Mount (1.00"-32)SM2 (2.035"-40)
  • こちらのアダプタはCマウントネジを使用しています。カメラやレンズシステムの画質を最適化するには、正確なフランジの焦点距離が得られる適切なアダプタを選択する必要があります。詳細については「Insights-レンズの取付け」タブをご参照ください。
  • 熱絶縁アダプタ。詳細は「断熱性」タブをご覧ください。
Adapters with Internal C-Mount (1.00"-32)
and External Industry-Standard Threads
Item #Typical ApplicationExternal ThreadsInternal Threadsa
RMSA6
info
Integrate Camera Lens to MicroscopeRMS (0.800"-36)C-Mount (1.00"-32)
CML05
info
Mount C-Mount Camera Lens
to CS-Mount Camera
C-Mounta (1.00"-32)C-Mount (1.00"-32)
SM1A10
info
Mount CS-Mount Camera Lens to Zelux® CameraSM1 (1.035"-40)C-Mount (1.00"-32)
SM1A10TSb
info
Mount Camera Lens to
SM1 Lens Tube
SM1 (1.035"-40)C-Mount (1.00"-32)
SM1A10AinfoMount C-Mount Camera Lens to Kiralux® and Quantalux® CamerasSM1 (1.035"-40)C-Mount (1.00"-32)
DC-CS1
info
Mount Camera Lens to
SM1 Lens Tube
SM1 (1.035"-40)C-Mount (1.00"-32)
SM1A10Zc
info
Mount Camera Lens to
Zelux Camera
SM1 (1.035"-40)C-Mount (1.00"-32)
TMA6
info
Mount Camera Lens to
T-Mount Camera
T-Mount (M42 x 0.75)C-Mount (1.00"-32)
SM2A54
info
Mount Camera Lens to
SM2 Lens Tube
SM2 (2.035"-40)C-Mount (1.00"-32)
  • こちらのアダプタはCマウントネジを使用しています。カメラやレンズシステムの画質を最適化するには、正確なフランジの焦点距離が得られる適切なアダプタを選択する必要があります。詳細については「Insights-レンズの取付け」タブをご参照ください。
  • 熱絶縁アダプタ。詳細は「断熱性」タブをご覧ください。
  • こちらのアダプタの使用により、Cマウントレンズを当社のZelux®カメラに取り付けするのに適したフランジ焦点距離になります。
Adapters with External C-Mount (1.00"-32)
and External Industry-Standard Threads
Item #Typical ApplicationExternal ThreadsaInternal Threads
CMT2
info
Mate Two
C-Mount Extension Tubes
C-Mount (1.00"-32)C-Mounta (1.00"-32)
CMT10
info
Mate Two
C-Mount Extension Tubes
C-Mount (1.00"-32)C-Mounta (1.00"-32)
SM05A1
info
Mount a C-Mount Camera
Body to an SM05 Lens Tube
C-Mount (1.00"-32)SM05 (0.535"-40)
SM1A39
info
Mount a C-Mount Camera
Body to an SM1 Lens Tube
C-Mount (1.00"-32)SM1 (1.035"-40)
SM2A55
info
Mount a C-Mount Camera
Body to an SM2 Lens Tube
C-Mount (1.00"-32)SM2 (2.035"-40)
  • こちらのアダプタはCマウントネジを使用しています。カメラやレンズシステムの画質を最適化するには、正確なフランジの焦点距離が得られる適切なアダプタを選択する必要があります。詳細については「Insights-レンズの取付け」タブをご参照ください。
Adapter with Internal C-Mount (1.00"-32)
and Internal Industry-Standard Threads
Item #Typical ApplicationExternal ThreadsaExternal Threadsa
CMT1
info
Mate Two
C-Mount Extension Tubes
C-Mount (1.00"-32)C-Mount (1.00"-32)
  • こちらのアダプタはCマウントネジを使用しています。カメラやレンズシステムの画質を最適化するには、正確なフランジの焦点距離が得られる適切なアダプタを選択する必要があります。詳細については「Insights-レンズの取付け」タブをご参照ください。

Legend
 ReflectanceHeated SM1 Lens Tube with Aluminum Adapter ReflectanceHeated SM1 Lens Tube with Delrin Adapter
 ReflectanceUnheated SM1 Lens Tube with Aluminum Adapter ReflectanceUnheated SM1 Lens Tube with Delrin Adapter

断熱性検証

ページ下部に掲載されている低熱伝導性アダプタ(SM1A4TS、SM1A9TS、SM1A3TSならびにSM1A10TS)の断熱性を従来のアルミニウム製アダプタと比較する実験を行いました。 実験では、アルミニウム製アダプタと低熱伝導性の黒色Delrin®*製アダプタを使用して、それぞれ2本のレンズチューブを接続させました。 それからレンズチューブの外面に取り付けた箔状発熱素子でレンズチューブを外部から60 oCまで加熱しました。

加熱と同時に各システムの加熱されているレンズチューブならびに加熱されていないレンズチューブのそれぞれの温度を30秒毎に記録しました。 測定結果は右のプロット図に示されています。 グラフにより、2本のレンズチューブを接続する際に低熱伝導性アダプタを使用した方が、アルミニウム製アダプタよりも熱伝導がはるかに低いことが分かります。

*Delrin®はDupont Polymers社の登録商標です。

Selection Guide for Thermally Insulating Adapters
Item #Adapter ProfileExternal ThreadsInternal Threads
SM1A4TS iconRMS (0.800"-36)SM1 (1.035"-40)
SM1A9TS iconC-Mount (1.00"-32)SM1 (1.035"-40)
SM1A3TS iconSM1 (1.035"-40)RMS (0.800"-36)
SM1A10TS iconSM1 (1.035"-40)C-Mount (1.00"-32)

ネジ仕様

下記はネジの概要についての説明です。仕様や寸法の詳細については、市販のMachinery's Handbook等をご参照ください。

ネジ山の名称
ネジ山は頂点(crest)、斜面(flank)、谷(root)の3つが繰り返されることで構成されています(右図参照)。特殊な場合を除き、ネジ山は、頂点または谷の中心に垂直な線を描いたとき、両側が対称的で、同じ角度で傾斜しています。隣り合うネジ山の間の距離はネジピッチと呼ばれます。フランク角とは、ネジ軸に対して垂直な線と斜面がなす角度と定義します。別途特記のない限り、ネジ山の斜面角度は30°なので、斜面と斜面の間の角度は合計で60°となります。それぞれの名称は右の図で示されています。

ネジの外径はネジ山の頂点の径、内径はネジの谷の径となります。ほとんどのネジでは頂点や谷の先端が鋭点ではないため、外径や内径の定義には頂点や谷を丸めた値が含まれています。ピッチ径は、外径と内径のおおよその中間値となります。 

Thread Form
Thread Formはネジの特長を定義しています。世界の多くで使用されているのはISOミリネジで、国際単位系で測定されています。またアメリカではインチ単位で測定されたユニファイネジが一般的です。ユニファイネジには様々な形状がありますが、UN規格は谷の輪郭が平ら、UNR規格では丸くなります。UNやUNRに文字を追加することによりネジ山の形状が詳細に説明されます。例えば谷の輪郭が平ら(UN規格)で極細目(extremely fine)のネジはUNEFネジとなります。またユニファイネジ規格で特殊なネジはUNSネジとなります。 

Thread Series
ほとんどのネジはThread Seriesで識別されます。Thread Seriesは外径とネジ山の密度で示されます。ネジ山の密度はミリネジではネジピッチ、ユニファイネジではThreads per Inch(TPI)で規定されています。ユニファイネジの場合、1/4"-20キャップスクリュのバレルは直径が1/4インチ、ピッチは20 TPIと表されます。ミリ規格のM4 x 0.7キャップスクリュのバレルは直径が4 mm、ピッチが0.7 mmです。M4 x 0.7はよくM4に省略されています。 

Unified Thread Class Tolerancing
LocationLooseOptimalStrict
Internal1B2B3B
External1A2A3A
Metric Thread Tolerance Positions
LocationLooseOptimalStrict
Internal-GH
Externale or fgh
Metric Thread Tolerance Grades
DimensionLocationTolerance Gradesa
Minor DiameterInternal4, 5, 6, 7, 8
Major DiameterExternal4, 6, 8
Pitch DiameterInternal4, 5, 6, 7, 8
External3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
  • 公差等級が上がると公差が大きくなります。通常の長さのはめあいでは下線が引いてある等級が使用されます。

Thread Class
ネジ山の公差と許容差は、ネジのクラス(thread class)によって示されます。ユニファイネジは英数字で識別されます。数字は1から3まであり、大きいほど公差が厳しくなります。また、Aは外ネジ、Bは内ネジを示しています。

ミリネジは、数字の3から9までの公差等級と、eからhまでの公差位置で公差が決まります。等級がそのまま公差の度合を示しており、数字が小さいほど公差が厳しくなります。位置はピッチ径からの公差の距離を示しています。またアルファベットの大文字は内ネジ、小文字は外ネジです。 

Machinery's Handbook, 29th Edition, p. 1885より(和訳):「公差域クラスは、最初にピッチ径の等級と位置が記述され、次に外ネジの場合は外径のの等級と位置、内ネジの場合は内径の等級と位置が記述されます。よって外ネジの場合は4g6g、内ネジの場合5H6Hというような表記となります。2つの等級と位置が同じの場合は、繰り返す必要がないため、4g4gの場合は4g、5H5Hの場合は5Hとなります。」

当社のSMシリーズ規格
SMシリーズ規格は、当社のレンズチューブやケージシステム部品に使用されています。下表はご用途に合ったコンポーネントを機械加工する際にご参照ください。多くのSMシリーズネジ規格は特殊ネジ(UNSネジ)で、側面角度は30°、ネジクラスは2A および2Bになっております。ただしSM30シリーズネジはミリネジで、側面角度は30°、公差は6H/6gです。当社ではCマウントやRMSネジ付きの製品もご用意しております。ネジ規格は下記をご覧ください。なお、他社製品は公差が下記ネジと異なる場合がありますのでご注意ください。こちらに掲載されていないネジの規格については当社までお問い合わせください。 

SM05 Threading: Ø1/2" Lens Tubes, 16 mm Cage Systems
External Thread, 0.535"-40.0 UNS-2AInternal Thread, 0.535"-40.0 UNS-2B
Max Major Diameter0.5340"Min Major Diameter0.5350"
Min Major Diameter0.5289"Min Pitch Diameter0.5188"
Max Pitch Diameter0.5178"Max Pitch Diameter0.5230"
Min Pitch Diameter0.5146"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)0.508"
Max Minor Diameter0.5069"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)0.514"
RMS Threading: Objective, Scan, and Tube Lenses
External Thread, 0.800"-36.0 UNS-2AInternal Thread, 0.800"-36.0 UNS-2B
Max Major Diameter0.7989"Min Major Diameter0.8000"
Min Major Diameter0.7934"Min Pitch Diameter0.7820"
Max Pitch Diameter0.7809"Max Pitch Diameter0.7866"
Min Pitch Diameter0.7774"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)0.770"
Max Minor Diameter0.7688"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)0.777"
C-Mount Threading: Machine Vision Lenses, CCD/CMOS Cameras
External Thread, 1.000"-32.0 UN-2AInternal Thread, 1.000"-32.0 UN-2B
Max Major Diameter0.9989"Min Major Diameter1.0000"
Min Major Diameter0.9929"Min Pitch Diameter0.9797"
Max Pitch Diameter0.9786"Max Pitch Diameter0.9846"
Min Pitch Diameter0.9748"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)0.966"
Max Minor Diameter0.9651"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)0.974"
SM1 Threading: Ø1" Lens Tubes, 30 mm Cage Systems
External Thread, 1.035"-40.0 UNS-2AInternal Thread, 1.035"-40.0 UNS-2B
Max Major Diameter1.0339"Min Major Diameter1.0350"
Min Major Diameter1.0288"Min Pitch Diameter1.0188"
Max Pitch Diameter1.0177"Max Pitch Diameter1.0234"
Min Pitch Diameter1.0142"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)1.008"
Max Minor Diameter1.0068"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)1.014"
SM30 Threading: Ø30 mm Lens Tubes
External Thread, M30.5 x 0.5 – 6H/6gInternal Thread, M30.5 x 0.5 – 6H/6g
Max Major Diameter30.480 mmMin Major Diameter30.500 mm
Min Major Diameter30.371 mmMin Pitch Diameter30.175 mm
Max Pitch Diameter30.155 mmMax Pitch Diameter30.302 mm
Min Pitch Diameter30.059 mmMin Minor Diameter (and 83.3% of Thread)29.959 mm
Max Minor Diameter29.938 mmMax Minor Diameter (and 64.9% of Thread)30.094 mm
SM1.5 Threading: Ø1.5" Lens Tubes
External Thread, 1.535"-40 UNS-2AInternal Thread, 1.535"-40 UNS-2B
Max Major Diameter1.5339"Min Major Diameter1.535"
Min Major Diameter1.5288"Min Pitch Diameter1.5188"
Max Pitch Diameter1.5177"Max Pitch Diameter1.5236"
Min Pitch Diameter1.5140"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)1.508"
Max Minor Diameter1.5068"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)1.514"
SM2 Threading: Ø2" Lens Tubes, 60 mm Cage Systems
External Thread, 2.035"-40.0 UNS-2AInternal Thread, 2.035"-40.0 UNS-2B
Max Major Diameter2.0338"Min Major Diameter2.0350"
Min Major Diameter2.0287"Min Pitch Diameter2.0188"
Max Pitch Diameter2.0176"Max Pitch Diameter2.0239"
Min Pitch Diameter2.0137"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)2.008"
Max Minor Diameter2.0067"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)2.014"
SM3 Threading: Ø3" Lens Tubes
External Thread, 3.035"-40.0 UNS-2AInternal Thread, 3.035"-40.0 UNS-2B
Max Major Diameter3.0337"Min Major Diameter3.0350"
Min Major Diameter3.0286"Min Pitch Diameter3.0188"
Max Pitch Diameter3.0175"Max Pitch Diameter3.0242"
Min Pitch Diameter3.0133"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)3.008"
Max Minor Diameter3.0066"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)3.014"
SM4 Threading: Ø4" Lens Tubes
External Thread, 4.035"-40 UNS-2AInternal Thread, 4.035"-40.0 UNS-2B
Max Major Diameter4.0337"Min Major Diameter4.0350"
Min Major Diameter4.0286"Min Pitch Diameter4.0188"
Max Pitch Diameter4.0175"Max Pitch Diameter4.0245"
Min Pitch Diameter4.0131"Min Minor Diameter (and 83.3% of Thread)4.008"
Max Minor Diameter4.0066"Max Minor Diameter (and 64.9% of Thread)4.014"

Insights:当社のサイエンティフィックカメラへのレンズの取付けについて

ここでは、当社のサイエンティフィックカメラを中心に、カメラのマウントとレンズの互換性についてご覧いただけます。

  • CマウントとCSマウントのカメラとレンズに互換性はあるか
  • 当社のサイエンティフィックカメラにアダプタは必要か
  • フランジバックがカメラのフランジとセンサ間の距離よりも短くなり得る理由は

実験および機器についての「Insights-ヒント集」はこちらからご覧いただけます。

 

CマウントとCSマウントのカメラとレンズに互換性はあるか

Characteristics of C-mount lens mounts.
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図1: Cマウントのレンズとカメラのフランジバックは同じで、17.526 mmです。そのためレンズを通る光は必ずカメラのセンサ上に焦点を結びます。どちらのコンポーネントにも1.000"-32ネジが付いており、これらは「C-マウントネジ」とも呼ばれます。
Characteristics of CS-mount lens mounts.
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図2:CSマウントのレンズとカメラのフランジバックは同じで、12.526 mmです。そのためレンズを通る光は必ずカメラのセンサ上に焦点を結びます。1.000"-32ネジはCマウントのコンポーネントに付いているネジと同じで、これらは「Cマウントネジ」とも呼ばれます。

CマウントとCSマウントのカメラシステムにはどちらも1.000"-32ネジが付いていますが、この2つのマウントのフランジバック(フランジ焦点距離/FFD、フランジ焦点深度、フランジ-フィルム間距離などとも呼ばれる)は異なります。Cマウントのフランジバックは17.526 mm(図1)、CSマウントのフランジバックは12.526 mm(図2)です。

フランジバックが異なるため、CマウントとCSマウントのコンポーネントには互換性がありません。しかしアダプタを用いることによってCマウントレンズをCSマウントカメラに使用することは可能です。

CマウントとCSマウントの組み合わせ
CマウントとCSマウントのネジ規格は同じですが、マウントの種類が異なるレンズとカメラを直接取り付けることはできません。直接取り付けると、フランジバックが異なるためレンズの焦点面がカメラのセンサ面と一致せず、象がぼやけます。

アダプタを使用することで、CマウントレンズをCSマウントカメラに使用することはできます(図3、4)。アダプタによりレンズとカメラのセンサの間隔が5.0 mmだけ長くなり、レンズの焦点面を確実にカメラのセンサ面に一致させることができます。

一方、フランジバックの短いCSマウントレンズは、Cマウントカメラには使用できません(図5)。レンズとカメラの筐体が干渉してカメラのセンサに焦点が合う位置までレンズを近づけることができず、またレンズを近づけられるようなアダプタはありません。

レンズとカメラのパラメータを確認し、互換性のあるコンポーネントなのかどうか、アダプタが必要かどうか、また互換性を持たせる手段はないかを判断することが重要です。

1.000"-32ネジ
インチ規格のネジは、その径とTPI(1インチあたりのネジ山数)によって正確に表現されています。これらの両方のマウントのネジ径は1.000インチ、TPIは32です。Cマウント製品の普及により、1.000"-32ネジは「Cマウントネジ」と呼ばれることがあります。しかし、CSマウントデバイスにも同じネジが用いられているため、この用語は混乱を招く場合があります。

フランジバックについて
フランジバックの値はレンズとカメラの両方について与えられます(図1、2)。レンズの場合、フランジバックはレンズのフランジ面から焦点面までの距離です。フランジ面はレンズ後方のフラットな面で、1.000"-32外ネジとその起点で交差しています。カメラの場合、フランジバックはカメラの前面からセンサ面までの距離です。 レンズがアダプタ無しでカメラに取り付けられているとき、カメラ前方のフランジ面とレンズ後方の面は接触しています。

A CS-Mount lens is not compatible with a C-Mount camera.
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図5:CSマウントレンズをCマウントカメラに直接取り付けると、光はカメラのセンサの手前で焦点を結びます。この場合はフランジバックを青色の矢印の距離だけ短くする必要がありますが、これはアダプタなどでは対処できません。
A C-Mount lens is compatible with a CS-Mount camera when an adapter is used.
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図4: 紫色の矢印が示す距離に相当する適切な厚さのアダプタを使用すると、Cマウントレンズの位置はCSマウントカメラのセンサから最適な位置に配置されます。これによりフランジバックが異なっても、光はカメラのセンサ上に焦点を結ぶことができます。
A C-Mount lens is not compatible with a CS-Mount camera without an adapter.
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図3:マウントレンズとCSマウントカメラは、レンズのフランジバック(青色の矢印)とカメラのフランジバック(黄色の矢印)が異なるため、直接取り付けることはできません。光はカメラのセンサ上に焦点を結ばす、像がぼやけます。

 

最終更新日:2020年7月21日

 

当社のサイエンティフィックカメラにアダプタは必要か

A C-mount lens can be mounted on a Zelux camera, when the correct adapter is used.
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図6:アダプタを使用することで、フランジバックが17.526 mmよりも短いカメラに対して、Cマウントレンズを適切な位置に配置することができます。この図は、ZeluxカメラとアダプタSM1A10Zをもとに描かれています。
A CS-mount lens can be mounted on a Zelux camera, when the correct adapter is used.
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図7: アダプタを使用することで、フランジバックが12.526 mmよりも短いカメラに対して、CSマウントレンズを適切な位置に配置することができます。この図は、ZeluxカメラとアダプタSM1A10をもとに描かれています。

当社のサイエンティフィックカメラKiralux™およびQuantalux®は、すべてCマウントレンズに対応するように予め設定されています。これらのパッシブ冷却方式のカメラからCマウントアダプタを取り外すと、フランジ内のSM1内ネジがご利用いただけます。サイエンティフィックカメラZeluxの取付けフランジにもSM1内ネジが付いています。またCマウントアダプタやCSマウントアダプタもご利用いただけます。

カメラ筐体にはSM1ネジが付いており、これによって当社のコンポーネントで構成されたレンズアセンブリを容易に使用することができます。アダプタを使用すれば、カメラのCマウント構成を変えることも可能です。用途に特化したレンズアセンブリを設計する場合や、そのカメラ用に設計されたものではないアダプタを使用しようとする場合には、カメラとレンズのフランジバック(FFD)が一致し、またカメラセンサのサイズが視野に適していることを確認することが重要です。

カメラとそのアダプタ
ZeluxカメラをCマウントやCSマウント規格に適合する構成に変換するための固定式アダプタをご用意しております(図6、7)。これらのアダプタは、パッシブ冷却方式のKiraluxおよびQuantaluxカメラに付属する調整機能付きCマウントアダプタと同様に、それぞれのカメラ専用に設計されています。

SM1ネジを1.000"-32ネジに変換するアダプタであれば、どの様なものでもカメラにCマウントやCSマウントのレンズを取り付けることが可能ですが、すべてのネジアダプタがレンズの焦点面を特定のカメラのセンサ面に一致させることができるわけではありません。場合によっては、それらの面を一致させられるアダプタが無いことがあります。例えば、こちらのサイエンティフィックカメラでは、ZeluxカメラだけがCSマウントレンズ用の構成にすることができます。

レンズの焦点面の位置は、空気中で測定されるレンズのフランジバックと、レンズとカメラセンサ間に置かれた屈折率を有する全ての光学素子との組み合わせで決定されます。レンズによって集光される光が屈折率を有する光学素子を透過すると、空気中を伝搬する場合とは異なり、焦点面はより遠い位置に移動します(この距離は算出可能)。 このアダプタは、カメラのフランジバックが短いときに、そのフランジバックの長さと、レンズとセンサ間のウィンドウやフィルタによって生じる焦点移動の両方を補正するのに十分な距離を付加するものでなければなりません。

調整機能付きCマウントアダプタ
パッシブ冷却方式のカメラKiraluxおよびQuantaluxは、SM1内ネジ付きカメラ、固定リングで固定されたウィンドウまたはフィルタ(センサの覆い)、および調整機能付きCマウントアダプタから構成されています。

調整機能付きCマウントアダプタの利点は、ウィンドウまたはフィルタと固定リングが取り付けられている時に、レンズとカメラ間の距離を1.8 mmの範囲で調整できることです。調整可能なことで、カメラのセンサ面とレンズの焦点面のミスアライメントによる様々な影響を補正することができます。それらの影響には、温度変化による材料の膨張や収縮、累積公差による位置誤差、異なる厚さや屈折率のウィンドウまたはフィルタに交換したことに伴う焦点シフトなどが含まれます。

無限遠にある物体の鮮明な像を得るためには、カメラのアダプタの調整が必要な場合があります。物体が無限遠にある場合には入射光は平行光であり、レンズのフランジバックは焦点の位置で決定されます。レンズやカメラの実際のフランジバックが意図したフランジバックと一致していない場合があり、無限遠の物体が焦点を結ぶ面がセンサ面からシフトし、そのため像がぼやけてしまうことがあります。

レンズの焦点調整をしても無限遠の物体の鮮明な像が得られない場合には、カメラのアダプタで調整してみてください。アダプタで調整することで公差や環境によるシフトが補正され、像の焦点を合わせることができます。

最終更新日:2020年8月2日

 

フランジバックがカメラのフランジとセンサ間の距離よりも短くなり得る理由は

Refraction through an optical filter or an window shifts the focal plane.
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図9:屈折率の違い(θm vs. θo )により光線が屈折するため、光線の光軸に対する角度は空気中よりも媒質内で浅くなります(nm vs. n)。媒質内でdの距離を伝搬したとき、光線は hしか光軸に近くなりません。そのため、光線はfの位置よりもΔfだけ遠い位置で光軸と交差します。
Tracing a ray through the ambient.
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図8:空気中を通る光線は、f.位置で光軸と交差します。光線は距離dを伝搬すると、hoだけ光軸に近くなります。空気の屈折率はno です。
Example of Calculating Focal Shift
Known Information
C-Mount FFDf17.526 mm
Total Glass Thicknessd~1.6 mm
Refractive Index of Airno1
Refractive Index of Glassnm1.5
Lens f-Numberf / Nf / 1.4
Parameter to
Calculate
Exact EquationsParaxial
Approximation
θo20°
ho0.57 mm---
θm13°---
hm0.37 mm---
Δf 0.57 mm0.53 mm
f + Δf 18.1 mm18.1 mm
Equations for Calculating the Focal Shift (Δf )
Angle of Ray in Air, from Lens f-Number ( f / N )
Change in Distance to Axis, Travelling through Air (Figure 8)
Angle of Ray to Axis,
in the Medium (Figure 9)
Change in Distance to Axis, Travelling through Optic (Figure 9)
Focal Shift Caused by Refraction through Medium (Figure 9)Exact
Calculation
Paraxial
Approximation
When their flange focal distances (FFD) are different, the camera's sensor plane and the lens' focal plane are misaligned, and focus cannot be achieved for images at infinity.
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図11:公差や温度の影響により、レンズとカメラのフランジバックが異なることがあります。レンズのフランジバックの方が短い場合には、無限遠の物体の像は焦点調整範囲外になります。このシステムでは焦点を合わせられないため、像はぼやけます。
When their flange focal distances (FFD) are the same, the camera's sensor plane and the lens' focal plane are perfectly aligned, and focus can be achieved for images at infinity.
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図10:カメラとレンズのフランジバックが同じときは、カメラのセンサ面とレンズの焦点面は完全に一致しています。無限遠の物体の鮮明な像は、システムの焦点調整範囲の一端で得られます。

カメラとレンズのフランジバック(FFD)を決めるときは、レンズとカメラのセンサ面の間にあるのは空気のみであることを仮定しています。レンズとカメラのセンサの間にウィンドウまたはフィルタ、あるいはその両方が挿入されている場合は、カメラのフランジとセンサ面の間の距離を仕様で指定されたフランジバックよりも長くする必要があるかもしれません。ウィンドウやフィルタにより光路が屈折して焦点面がより遠い位置にシフトするため、フランジバックと同じ距離では短すぎる場合があります。

レンズとカメラセンサの間の光学素子を変更するなら、焦点面のシフト量を計算し、アライメントを保つためにレンズとカメラ間の距離を調整する必要があるかどうか判断してください。焦点の合った像を得るには、適切なアライメントは必要です。理由は、光学素子を変更することで収差やその他の影響が現れ、画像品質が許容できないレベルに低下することがあるためです。

屈折による焦点移動
光が固体媒質を通るときの光路は直線です(図8)。光が焦点に集光していく過程で、光線の光軸に対する角度(θo )は一定です(f )。フランジバックの値はこの媒質が空気であることが仮定されています。

平行平面を有する屈折率の高い(nm )光学素子を光路に置いた場合、光線は屈折により曲がり、光学素子内を浅い角度(θm )で通過します。この角度は、表と図9に示すように、スネルの法則により決定されます。

光学素子を通るときの光線は、同じ距離だけ空気を通る光線に比べて、光軸に向かう速さは遅くなります。光学素子から出た後の光線の光軸に対する角度は、また光学素子を通過していないときの角度θoになります。しかし、光学素子から出る光線の位置は、光学素子を通らない場合には決して通ることのない、光軸からより遠く離れた位置になります。光学素子によって屈折された光線は光軸からより遠くなるため、光軸と交差する位置は光学素子を通らない光線よりもΔfだけ先にシフトします。光学素子の厚さが増すと、2つの光線の間は広がり、Δfは増大します。

無限遠およびそれを超えた調整
カメラシステムでは、多くのアプリケーションにおいて、無限遠の物体の高品質な像を得ることが要求されます。これらの物体からの光線は平行光で、近い物体からの光線よりもよりレンズに近い位置で焦点を結びます(図10)。カメラとレンズのフランジバックは、無限遠の位置にある物体からの光線の焦点が、カメラのセンサ面と一致するように決められています。レンズに焦点の調整範囲があるときには、その範囲の一端は無限遠の物体に、もう一端はそれよりも近い物体に焦点が合うように調整されています。

温度変化や累積公差などの影響により、レンズやカメラのフランジバックが仕様を満たさない場合があります。レンズの実際のフランジバックがカメラのフランジバックよりも短いときには、カメラのシステムは無限遠の物体の鮮明な像を得ることはできません(図11)。このオフセットは、レンズとカメラセンサの間にある光学素子を取り外したときも生じることがあります。

これを補正するために、レンズによっては焦点を結ぶ物体の位置を、無限遠を「超えて」設定できるようにしています。これは物理的な距離を意味しているわけではなく、単にレンズの焦点面をより遠くまで移動できるようにしているだけです。当社のKiralux™とQuantalux®カメラに付属する調整機能付きCマウントアダプタは、必要に応じて距離を調整できるようになっています。

レンズのフランジバックがカメラのフランジバックよりも長い場合には、無限遠の物体の像はシステムの焦点調整範囲内にありますが、本来は焦点調整範囲内にあるべき近い物体がその範囲外になります。この状況は、レンズとカメラセンサの間に光学素子を挿入することで生じる場合があります。無限遠の物体のイメージングが可能であるならば、この状況はしばしば許容されることがあります。

カメラの設計例
ハーメチックシールされたTE冷却型のCマウントQuantaluxカメラには、フランジ面とセンサ面の間に18.1 mmの固定された距離があります。しかし、Cマウントカメラシステムのフランジバック(f )は17.526 mmです。フランジバックよりも長い距離が必要であることは、ハーメチックカバーにはんだ付けされているウィンドウとセンサを覆うガラスによる焦点移動を考慮すると明白です。図9の下の表に記載されている結果は、厳密な式でも近軸近似の式でも、必要な全体の距離として18.1 mmという値が得られることを示しています。

最終更新日:2020年7月31日


Posted Comments:
user  (posted 2019-09-12 11:26:28.347)
I suggest that you consider releasing a modified "customer-inspired" version of this part. Increase the OD to 2 inches, smooth or SM2 thread, and you've got yourself a camera with a lens, perfectly mounted and aligned inside a 2" lens tube. A slotted lens tube comes in very handy to turn focusing and iris rings on the lens. (In order to do it now, I had shave off the knurled surface on CML05, then it can go into CP12, then shave off corners of the CP12 so that it can go inside 2" lens tube.)
llamb  (posted 2019-09-12 05:19:41.0)
Thank you for your feedback. We will consider this new product suggestion. Perhaps you can also consider our SM2A54 adapter to achieve a similar function for mounting C-Mounted threaded camera lenses inside an SM2 lens tube. I have reached out to you directly to discuss your application further.
user  (posted 2019-06-17 15:40:15.657)
My application needs 1.042-32 (dia and thread) . I could not find one in your inventory that matches my need. The closest I get is SM05A2 which is 1.000-32. I am wondering if a piece of my spec can me made as a customer inspired product. If so how much may be the unit price. Thanks in advance for your time. Regards Radha K Pattnaik
YLohia  (posted 2019-06-17 04:16:53.0)
Hello Radha, thank you for contacting Thorlabs. Custom items can be requested by emailing your local Thorlabs Technical Support team. I'm reaching out to you directly to discuss the possibility of offering this.
user  (posted 2015-10-20 09:12:42.373)
It would also be nice to have a SM05 to M12 adapter (lenses with an M12 thread seem common for small USB cameras).
besembeson  (posted 2015-10-27 06:42:26.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA. Thanks for your feedback. We will review this suggestion for S-mount (M12x0.5) adapters which is relevant for board-level integration of small lenses and small USB cameras like you mentioned.
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CSマウントからCマウントへの変換アダプタ(5 mmスペーサ) 

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