Какой крошечный объектив, чтобы сократить фокус на крошечной камере?

Question

Я пытаюсь настроить крошечную камеру для крошечного научного эксперимента. Камера OmniVision OVM6211:

Это почти 3-миллиметровый куб, содержащий датчик изображения и все линзы. Он имеет угол обзора 90º и может фокусироваться от 100 мм.

Что мне нужно для эксперимента, так это гораздо более короткое расстояние фокусировки, порядка 10–20 мм, и я подумал, что это можно сделать, добавив еще один объектив.

Тем не менее, я не знаю много о линзах.

Мои вопросы:

1. Можно ли уменьшить фокусное расстояние в 5-10 раз, используя один объектив?
2. Какой тип объектива мне понадобится? (Какие ключевые слова я должен искать?)
3. Где взять такой объектив?

Примечания:

• В эксперименте фокусное расстояние будет фиксированным.
• Я понимаю, что объектив не будет подключаться к камере, и мне нужно было бы изготовить мелкие детали, чтобы точно удерживать объектив на месте.
• Я не слишком беспокоюсь о таких вещах, как искажение или цветоделение, хотя мне бы хотелось, чтобы изображение было в фокусе.
• Камера должна иметь возможность видеть весь объект, и поэтому ей требуется большая часть поля зрения 90 °.

Answer 1

Вы можете установить положительный объектив (выпуклый) перед объективом камеры. Такая комбинация позволит сосредоточиться. Вы можете экспериментировать, используя недорогие очки для чтения, приобретенные в аптеке. Вчера я видел показ в моем местном магазине доллара. Они были оценены в 1 доллар. Вы можете просто держать их перед объективом камеры для проверки.

Сила очков для чтения - это диоптрийная единица фокусного расстояния. Объектив с меткой +1 равен 1d (1 диоптрия). Диоптрия легко конвертируется в миллиметры. 1d = 1/1 X 1000 = 1000 (1000 мм). Если вы установите 1d перед камерой, максимальное расстояние до объекта станет 1000 мм. Установите 0,5d и максимум 1 / 0,5 X 1000 = 2000 мм. Установите 2d = 1/2 X 1000 = 500 мм. Установите 3d = 1/3 X 1000 = 333 мм. Установите 4d = 1/4 X 1000 = 250 мм. Установите 5d = 200 мм.

Вы можете искать в Интернете объективы для фотокамер крупным планом. Вы найдете то, что вам нужно, в Edmund Scientific.

Поскольку при увеличении +10 крупным планом вы достигнете 100 мм, вы можете использовать более мощные увеличительные стекла. Лупа 10X имеет фокусное расстояние 1 дюйм = 25 мм. В диоптриях это 1/25 X 1000 = 40d. Установите объектив 10X перед объективом камеры, и точка фокусировки станет 25 мм. Смонтируйте 20X, это 50d. Дальнее фокусное расстояние становится 1/50 X 1000 = 20 мм.

Answer 2

Возможно, вы сможете обернуть фокусное расстояние 100 мм вокруг объекта зеркалами.

Answer 3

Любой сходящийся объектив приблизит вас к цели, вам нужно найти маленькое увеличительное стекло или лупу (доступно в Интернете везде за доллар или два).

Фактически, условия эквивалентны человеческому глазу, пытающемуся сфокусироваться на близком расстоянии. Проверьте объектив, поместив его между глазом и объектом, посмотрите, сможете ли вы сфокусироваться с 10-20 мм.

Небольшие линзы хорошего качества можно найти в некоторых оптических аксессуарах, здесь я разбираю окуляр телескопа SkyWatcher (фокусное расстояние 10 мм Plossl, состоит из 2 крошечных ахроматических линз).

Теперь о качестве изображения ... Я сомневаюсь, что оно может быть идеально при такой простой настройке, попробуйте и посмотрите, достаточно ли оно подходит для ваших целей.

кстати. Я делаю это все время, делаю макросъемки, используя мою старую веб-камеру с фиксированным фокусом.

Answer 4

Мне повезло с формованной пластиковой асферической линзой. Edmund Optics - отличный источник:

https://www.edmundoptics.com/f/Precision-Molded-Aspheric-Lenses/14752/

У них есть линзы диаметром всего 1 мм, хотя есть больше вариантов от 5 до 6 мм.