Warum kann mein benutzerdefiniertes Kameragehäuse nicht auf große Entfernungen fokussieren?

Ich habe ein kundenspezifisches optisches Gerät gebaut, das ein Standard-C-Mount-Objektiv verwendet, wie es bei CCTV-Kameras zu finden ist.

Wikipedia gibt an, dass der Flansch-zu-Film-Abstand eines C-Mount-Objektivs 17,526 Millimeter beträgt.

Ich habe mein Gerät mit ungefähr dem gleichen Abstand (ca. 18 Millimeter) zwischen Flansch und optischer Ebene gebaut.

Wenn ich mit dem Fokus herumspiele, kann ich Objekte bis zu einer Entfernung von 30 Zentimetern fokussieren, aber nicht weiter als 2 Meter, wodurch das Gerät effektiv kurzsichtig wird.

Meine Frage ist dreifach:

  1. Wenn ich mein Gerät mit dem richtigen Abstand zwischen Flansch und optischer Ebene gebaut habe, bedeutet das, dass das (günstige) Objektiv, das ich verwende, schlecht ist?
  2. Wenn nicht, gibt es eine Möglichkeit, den richtigen Abstand zu bestimmen, den ich verwenden sollte?
  3. Wenn nicht, bewege ich das Objektiv von der optischen Ebene weg oder näher an sie heran, um das Problem zu beheben?
Der Abstand zwischen Flansch und Film / Sensor muss im Allgemeinen etwas genauer implementiert werden als "ungefähr der gleiche Abstand" ... Es gibt einen Grund, warum er mit einer Genauigkeit von Mikrometern angegeben wird.
Eine Tüte C-Mount-Objektive ist eine Überraschungstüte in Bezug auf Toleranzen....
@twalberg Das macht Sinn. Ich werde versuchen, eine genauere Halterung zu machen, ich erinnere mich, auf 18 mm gerundet zu haben. Ich wusste nicht, dass es wichtig ist, so genau zu sein.
@rackandboneman Würde mich nicht überraschen. Aber ich brauche keine überragende optische Qualität, ich brauche nur so viel Licht wie möglich, also ist das C-Mount-Objektiv, das ich gekauft habe, bei f/1,4 das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.
Ja, aber eine Registertoleranz von 0,1 mm macht dieses Objektiv bei einer nicht kompatiblen Kamera für alles andere als Makro wertlos, insbesondere bei f / 1,4 :)

Antworten (5)

Wenn ich mein Gerät mit dem richtigen Abstand zwischen Flansch und optischer Ebene gebaut habe, bedeutet das, dass das (günstige) Objektiv, das ich verwende, schlecht ist?

Wenn Sie Ihr Gerät mit dem korrekt angegebenen Flanschabstand von 17,526 mm gebaut hätten, anstatt ihn auf 18 mm abzurunden, würden Sie diese Frage wahrscheinlich nicht stellen. 0,474 mm scheinen nicht viel zu sein, aber es ist riesig, wenn Ihr Objektiv so viel zu weit vom Sensor entfernt ist. Bis Sie den Flansch des Objektivs im richtigen Abstand vom Bildsensor haben, können Sie nicht wissen, ob das Objektiv wie gewünscht auf unendlich fokussieren kann oder nicht.

Wenn nicht, gibt es eine Möglichkeit, den richtigen Abstand zu bestimmen, den ich verwenden sollte?

Der angegebene Registrierungsabstand für C-Mount beträgt 17,526 mm. Es gibt einen Grund, warum der Standard mit drei signifikanten Stellen nach dem Komma geschrieben wird. Bei einem Abstand von mehr als 17,526 mm kann Ihr Objektiv nicht auf unendlich fokussieren, es sei denn, das Objektiv bewegt sich über den unendlichen Fokuspunkt hinaus, wenn es sich in der richtigen Registrierungsentfernung von 17,526 mm befindet.

Wenn nicht, bewege ich das Objektiv von der optischen Ebene weg oder näher an sie heran, um das Problem zu beheben?

Sie müssen den Flansch näher bewegen - von 18 mm vor dem Sensor auf 17,526 mm vor dem Sensor. Es wird nicht viel schaden, wenn Sie es verfehlen, indem Sie ein bisschen kurz sind (z. B. 0,1 mm), Sie verlieren nur ein wenig an minimaler Fokusentfernung. Wenn Sie jedoch 0,1 mm zu weit entfernt sind, kann Ihr Objektiv mit ziemlicher Sicherheit nicht auf unendlich fokussieren.

Danke für diese vollständige Antwort.
Es wäre hilfreich, wenn Sie erklären würden, wie die 0,47 mm einen so großen Unterschied machen können. Sie könnten feststellen, dass ein einzelnes Objektiv 2 m bei 18 mm fokussieren würde, wenn seine Brennweite 1/(1/2000 + 1/18) = 17,839 mm beträgt. Das Problem besteht im Wesentlichen darin, dass diese Kehrwerte extrem empfindlich auf kleine Längenunterschiede in unmittelbarer Nähe der Brennweite reagieren.
17,526 mm sind genau 0,69 Zoll. Nicht "ungefähr 0,7 Zoll", sondern genau 0,69. Dieser 0,01 Zoll ist wichtig! Der Grund , warum der Standard auf 0,69 und nicht auf 0,70 festgelegt wurde, ist eine andere Frage, aber es ist, was es ist, und Sie müssen sich genau daran halten.
Wenn Sie nur leicht auf Ihren Augapfel drücken, kann Ihre Sicht ziemlich verschwommen werden.
@Kaz Das hat wahrscheinlich mehr mit der Verzerrung der Linse und der Hornhaut zu tun?
@MichaelC Es dient immer noch dazu, hervorzuheben, wie geringfügige Änderungen im optischen System große Fehler verursachen können.
Es ist ziemlich üblich, dass Makrofotografen ein "Verlängerungsrohr" verwenden, um den Abstand vom Objektiv zur optischen Ebene zu vergrößern, damit normale Objektive auf Kosten der Fernfokussierung genauer fokussieren können. Das klingt nach genau dem, was Sie getan haben.
  1. Wenn nicht, bewege ich das Objektiv von der optischen Ebene weg oder näher an sie heran, um das Problem zu beheben?

Wenn das Objektiv auf nahe Motive fokussiert, aber nicht auf ein Motiv bei „unendlich“, bedeutet dies, dass das Objektiv zu weit vom Sensor entfernt ist. Du musst es näher heranrücken.

Dies in Kombination mit dem Kommentar von @twalberg hat mir tatsächlich geholfen, zu erkennen, dass das Runden auf 18 mm (etwas zu weit) das Problem gewesen sein könnte. Diese Antwort beantwortet nur Frage 3, daher zögere ich immer noch, sie zu akzeptieren. +1 obwohl.
Wenn Sie es zu nahe bewegen, können Sie „über unendlich“ fokussieren, was nutzlos ist, und Sie verlieren ein wenig in der Makroentfernung, also sehr wenig Risiko.
  1. Möglicherweise. Es könnte auch sein, dass Ihre Messungen leicht abweichen.
  2. Um die perfekte Entfernung zu finden, können Sie auf unendlich fokussieren und dann das Objektiv langsam näher heranbewegen, bis das Bild scharf ist. Das ist der richtige Abstand; Sie sollten jedoch ein oder zwei Zehntel Millimeter mehr geben, um Probleme mit Temperaturänderungen oder leichten Bewegungen beim Anziehen von Schrauben usw. zu vermeiden. Sie verlieren lediglich einige Millimeter Mindestabstand am Makroende.
  3. Wie gesagt, Sie müssen es näher an den Sensor heranrücken - bis es gerade scharf wird, wenn es auf unendlich eingestellt ist. Wenn Sie es weiter weg bewegen, erhalten Sie am weitsichtigen Ende immer weniger Reichweite (aber am Makroende einen immer kleineren Mindestabstand)

Wenn ein ideales einfaches Objektiv mit der Brennweite f auf ein Objekt im Abstand s gerichtet wird, erzeugt es ein scharfes Bild im Abstand 1/(1/f-1/s). Für ein Objekt im Unendlichen ist 1/s Null, also ist die Entfernung 1/(1/f), dh die Entfernung f. Für ein Motiv in der Entfernung 2f ist 1/s 1/2f, also ist die Entfernung 1/(1/f-1/2f), dh 1/(1/2f) oder 2f.

Das Fokussieren auf entfernte Objekte erfordert die Fähigkeit, den Fokussierabstand auf f zu reduzieren. Das Fokussieren auf Objekte in einem Abstand zwischen 2f und f erfordert die Fähigkeit, den Fokussierabstand über 2f hinaus zu erweitern. Das Fokussieren auf Objekte, die näher als die Brennweite eines Objektivs sind, ist nicht möglich.

Ich habe einige Werte für ein Objektiv mit einer Brennweite von 25 mm berechnet.

Um auf unendlich zu fokussieren, sollte der Sensor 25 mm von der Referenzebene des Objektivs entfernt sein.

Ein Montagefehler von + 0,001 mm verschiebt den Unendlichkeitspunkt auf 625 m. Ein Fehler von 0,01 mm auf 62,5 m, 0,1 mm auf 6,27 m und 1 mm auf nur 0,65 m. Ein Fehler von + 0,5 mm verschiebt den Unendlichpunkt auf 1,27 m.

Ich habe die Formel 1/f = 1/a + 1/b verwendet. f ist die Brennweite, a der Abstand vom Objekt zum Objektiv und b der Abstand vom Sensor zum Objektiv.

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