¿Qué lente diminuta para acortar el enfoque en una cámara diminuta?

Estoy tratando de configurar una pequeña cámara para un pequeño experimento científico. La cámara es una OmniVision OVM6211:

OVM6211

Es más o menos un cubo de 3 mm que contiene el sensor de imagen y todas las lentes. Tiene un FOV de 90º y puede enfocar desde unos 100 mm.

Lo que necesito para el experimento es una distancia de enfoque mucho más corta de aproximadamente 10 mm - 20 mm, y pensé que esto podría lograrse agregando otra lente.

Pequeño experimento científico

Sin embargo, no sé mucho sobre lentes.

Mis preguntas:

  1. ¿Es posible reducir la distancia de enfoque entre 5 y 10 veces usando una sola lente?
  2. ¿Qué tipo de lente necesitaría? (¿Qué palabras clave debo buscar?)
  3. ¿Dónde podría conseguir una lente así?

Notas:

  • En el experimento, la distancia de enfoque será fija.
  • Me doy cuenta de que la lente no se conectaría a la cámara y tendría que fabricar piezas diminutas para mantener la lente en su lugar con precisión.
  • No me preocupan demasiado cosas como la distorsión o la separación de colores, aunque me gustaría que la imagen estuviera enfocada.
  • La cámara necesita poder ver la totalidad del objeto, por lo que necesita la mayor parte de su campo de visión de 90º.
Personalmente, usaría los términos "distancia focal" y "distancia de enfoque". Si empiezas a hablar de "distancia focal" me queda menos claro a qué te refieres.
¿Cuál es la motivación para acortar la distancia de enfoque? Supongo que no hay suficiente espacio para colocar la cámara a 100 mm del objeto o que necesita enfocar tan cerca porque quiere más resolución.
@null: irá a una pequeña cámara, donde observará lo que sucede.

Respuestas (4)

Puede montar una lente positiva (convexa) antes de la lente de la cámara. Tal combinación permitirá un enfoque cercano. Puede experimentar usando anteojos de lectura económicos comprados en una farmacia. Ayer vi una exhibición en mi tienda de dólar local. Tenían un precio de $ 1.00. Simplemente puede sostenerlos con la mano delante de la lente de su cámara para probarlos.

El poder de los anteojos para leer es la unidad de dioptría de distancia focal. Una lente etiquetada como +1 es 1d (1 dioptría). La dioptría se convierte fácilmente a milímetros. 1d = 1/1 X 1000= 1000 (1000 mm). Si monta un 1d delante de su cámara, la distancia máxima al sujeto se convierte en 1000 mm. Monte un 0.5d y el máximo es 1/0.5 X 1000 = 2000 mm. Monte un 2d = 1/2 X 1000 = 500 mm. Monte un 3d = 1/3 X 1000 = 333 mm. Monte un 4d = 1/4 X 1000 = 250 mm Monte un 5d = 200 mm.

Puede buscar en la web lentes para primeros planos de cámaras. Encontrará lo que necesita en Edmund Scientific.

Debido a que un primer plano de +10 solo lo llevará a 100 mm, puede usar las lupas más potentes. Una lupa 10X tiene una distancia focal de 1 pulgada = 25 mm. En dioptrías eso es 1/25 X 1000 = 40d. Monte un 10X antes de la lente de la cámara y el punto de enfoque lejano se convierte en 25 mm. Monta un 20X, este es un 50d. La distancia de enfoque lejano se convierte en 1/50 X 1000 = 20 mm.

Cualquier lente convergente lo acercará al objetivo, necesita encontrar una pequeña lupa o lupa (disponible en línea en todas partes por un dólar o dos).

De hecho, las condiciones son equivalentes a las de un ojo humano que intenta enfocar a corta distancia. Pruebe la lente colocándola entre su ojo y el sujeto, vea si puede enfocar desde 10-20 mm.

Lentes pequeños y de buena calidad se pueden encontrar en algunos accesorios ópticos, aquí estoy desmontando el ocular del telescopio SkyWatcher (Longitud focal de 10 mm Plossl, consta de 2 lentes acromáticos diminutos).

desmontar el ocular SkyWatcher Plossl de 10 mm

Ahora sobre la calidad de la imagen... Dudo que pueda ser perfecto usando una configuración tan simple, intente ver si es lo suficientemente bueno para sus propósitos.

por cierto. Estoy haciendo esto todo el tiempo, haciendo tomas macro con mi antigua cámara web de enfoque fijo.

lupa de joyero común

Gracias por la respuesta. Tal vez debería haber enfatizado la palabra "pequeño". Esa lupa es gigantesca comparada con el tamaño de la cámara. Y su grosor ocupa casi toda mi distancia de enfoque de 10 mm a 20 mm. Además, ¿no reducirá eso el campo de visión?
La disminución del campo de visión es el precio a pagar por la disminución de la distancia de enfoque. Puede buscar "lente biconvexa" o desmontar la cámara y aumentar la distancia entre la lente existente y el sensor.
el FOV aparente no se reduce necesariamente, simplemente asegúrese de que el diámetro de su lente adicional sea lo suficientemente grande. Sin embargo, se sabe que las lentes individuales limitan la calidad de la imagen más lejos del centro. tanto para una buena calidad como para un FOV grande, necesita un sistema óptico más complejo, lo que probablemente no sea práctico en su caso. sería bueno hacer que la lente de la cámara se pueda enfocar, como lo recomienda xiota, pero el ensamblaje de la cámara parece tan pequeño e integrado que probablemente tampoco sea práctico :-(

Es posible que pueda envolver la distancia de enfoque de 100 mm alrededor del objeto con espejos.

He tenido buena suerte con la lente asférica de plástico moldeado. Edmund Optics es una excelente fuente:

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

Tienen lentes tan pequeñas como 1 mm de diámetro, aunque hay más opciones alrededor de 5 a 6 mm.

¿Qué lente diminuta para acortar el enfoque en una cámara diminuta?
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