Großer Bruder des C-Mounts

TFL-Mount-Objektive für APS-C Format Image-Sensoren

Die neuen APS-C Format Image-Sensoren von Sony und Teledyne e2v ermöglichen den Zugang zu anspruchsvollen Anwendungen, fordern aber auch neue Objektivanschlüsse wie den TFL-Mount.

APS-C Image Sensoren von Sony und Teledyne e2v hat Edmund Optics mit der CA Objektivserie erste Objektive mit einem TFL-Mount entwickelt. (Bild: Edmund Optics GmbH)

Der von vielen Anwendungsbereichen forcierte Trend hin zu immer hochauflösenderen Bildverarbeitungssystemen hält sich seit vielen Jahren – ohne Aussicht auf ein baldiges Ende. Die erste Option diesem Umstand zu begegnen bestand in der Verwendung von Sensoren mit kleineren Pixeln. Im Consumer-Bereich waren bereits Rollling Shutter Sensoren mit Pixelgrößen von etwa 1,0µm anzutreffen. Wo immer möglich, kam diese Art Sensor daher auch in der Bildverarbeitung zum Einsatz. In Hinblick auf die Bildqualität mussten allerdings Abstriche gemacht werden: sei es auf Seiten der Elektronik (Rauschen, Dynamikbereich,…) oder auf der optischen Seite (Pixel-limitierte Performance ist mit handelsüblicher Bildverarbeitungsoptik nicht möglich). Doch auch die Entwicklung von Global Shutter Sensoren mit kleineren Pixeln ließ nicht auf sich warten und insbesondere die Sony Pregius Reihe mit 3,45µm Pixelgröße erfreut sich heute großer Beliebtheit. Auch Teledyne e2v liefert mit der Emerald Serie Global Shutter Sensoren mit 2,8 oder 2,5µm Größe. Die durch diese Pixelgröße definierte Performance ist für Optikdesigner recht anspruchsvoll, wenn man bedenkt, dass die Bildqualität auf dem gesamten Sensor über einen größtmöglichen Arbeitsabstands- und Wellenlängenbereich gefordert ist. Dies bei Kosten, die einem Zubehörteil der Kamera gerecht werden müssen. Die andere Option, hohe Auflösungen zu erzielen, besteht in der Verwendung größerer Sensoren. Der größte Teil der Visionanwendungen lässt sich mit Sensorformaten zwischen 1/3 und 1,1″ abbilden. Letztgenanntes Sensorformat hat üblicherweise eine Diagonale von 17 bis 18mm. Anspruchsvolle Anwendungen, die auf höhere Auflösungen angewiesen sind, ohne jedoch die mit kleinen Pixeln einhergehenden Nachteile in Kauf nehmen zu können, sind mangels Alternative hingegen gezwungen, vom 1,1″ Format direkt auf Full Frame Sensoren mit 43,3mm Diagonale zu wechseln. Dies ist ein signifikanter Sprung, nicht nur hinsichtlich der Größe der Sensoren, der Kameras und der Objektive, sondern insbesondere auch in Hinsicht der Komponentenkosten.

APS-C Image-Sensoren

Genau diese Lücke zwischen 1,1″ und Full Frame Format soll nun durch die neuen APS-C Image Sensoren geschlossen werden. Sony entwickelte den IMX342, ein 31MP Sensor mit 6.480×4.870 Pixeln von 3,45µm Größe (Sensordiagonale 27,9mm). Teledyne e2v hat nachgezogen und lancierte den Emerald 67M, ein 67MP Sensor mit 2,5µm Pixeln, angeordnet in 8.192×8.192 mit einer Diagonalen von 29mm. Beides sind Global Shutter Sensoren. Mit dem Sensor alleine ist es aber nicht getan: Als erster Kamerahersteller bietet Lucid Vision bereits den Sony IMX342 im Rahmen der Atlas-Produktreihe an. Erste Modelle der ATL314S Kamera wurden bereits auf der Vision im letzten Jahr vorgestellt. Am Rande bemerkt: über die 5Gbase-T Schnittstelle werden hier 17,9fps erreicht. Von jedoch mindestens ebenso großem Interesse ist auch die Schnittstelle zum Objektiv: Die Kamera verfügt über einen TFL-Mount. Hierbei handelt es sich um einen von der JIIA definierten Objektivanschluss. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die JIIA auch einen TFL-II Mount führt, wobei in den Ausführungen hier ausschließlich auf den kleineren TFL-Mount Bezug genommen wird.

Warum TFL-Mount?

Der klassische C-Mount ist schlichtweg zu klein, die bei Full Frame Kameras verbreiteten F- oder M42-Mounts sind allerdings zu groß. Bei F-Mount kommen außerdem noch die Bedenken an die mechanische Stabilität hinzu, da dieser einfach nicht für die Industrie entwickelt wurde. Das APS-C Format spricht genau diesen bisher nicht berücksichtigen Bereich an, das heißt die Mitte zwischen 1,1″ und Full Frame Sensoren. Daher ist es nicht verwunderlich, dass hierfür auch ein neuer Objektivanschluss in Betracht zu ziehen ist, insbesondere wenn man in der Bauform so kompakt wie möglich bleiben möchte. In aller Kürze könnte man den TFL-Mount als großen Bruder des C-Mounts vorstellen. Es handelt sich um einen Schraubverschluss mit M35x0,75 Gewinde, das Auflagemaß (Flange Focal Distance) ist mit 17,526mm identisch zu dem des C-Mount Anschlusses. Als Back Focal Distance ist ein Abstand von mindestens 12mm vorgegeben. Die vollständigen Spezikationen sind im JIIA Standard LE-004-2017 dokumentiert.

Fazit

Mit den neuen APS-C Sensoren von Sony (31MP, 3,45µm) und Teledyne e2v (67MP, 2,8µm) wird eine bislang ungenutzte Lücke im Bereich hochauflösender Bildverarbeitungssysteme zugänglich. Lucid Vision und Edmund Optics haben mit der Entwicklung einer passenden Kamera- und Objektivserie den ersten Schritt in diese Richtung gewagt. Es bleibt nun abzuwarten, wie der Markt auf diesen Vorschlag reagiert und die neuen Formate annimmt.