Videocamera per embedded: domande su ottica

Il 06/03/24 09:13, pozz ha scritto:

La distanza di mesa a fuoco dipende dalla distanza del centro ottico dell'obiettivo dal sensore, piu' si allontana dal sensore piu' si avvicina la distanza di messa a fuoco. Hai verificato se la distanza dell'obiettivo e' regolabile, mi pare che sia avvitato e che si possa ruotare per aggiustare la messa a fuoco.

angelo

Il 06/03/2024 10:11, angelo ha scritto:

Per obiettivo intendi la lente?

Ma con un teleobiettivo non faccio esattamente l'opposto? Cioè la lente si allontana dal sensore, si restringe ovviamente il campo visivo, ma la distanza di messa a fuoco dovrebbe aumentare... altrimenti non riuscirei a mettere a fuoco un oggetto molto lontano.

Ok come regola generale, ma esiste una formula matematica?

Provo a dare un'occhiata.

Il 06/03/24 09:13, pozz ha scritto: > Sto mettendo mani ad un progetto dove sarà usata una modulo > videocamera per RPI4. Attualmente sto giocando con la B0390[1] della > Arducam. > ...

Il bello di questo NG dal mio punto di vista è che c'è più fisica che in it.scienza.fisica :-) Che si parli di elettromagnetiscmo è scontato, ma di recente c'era la termodinamica (condensa in un recipiente chiuso) e ora abbiamo l'ottica.

Venendo al sodo: la tua telecamra è a fuoco fisso (c'è scritto chiaro e tondo in inglese: fixed focus). Quindi quando scrivono "focus distance 200 mm to infinity" si deve intendere che la messa a fuoco è buona in quell'intervallo. Tu invece scrivi > l'etichetta risulta completamente non a fuoco che non è tanto chiaro. L'etichetta porta una scritta, suppongo. Ci sono caratteri che non si leggono? Se sì, che dimensioni hanno?

Io propenderei per un limite di risoluzione del sensore. Sempre nelle caratteristiche leggo che la dimensione di un pixel (sul sensore) è 1.12 micron. Se moltiplichiamo per il rapporto tra distanza dell'etichetta (200 mm) e focale (3.04 mm) troviamo 74 micron, ossia poco meno di 1/10 di mm. Non mi meraviglierei se le scritte piccole si leggono male.

Però potrebbe anche essere un problema di scarsa qualità dell'obiettivo. Non conosco gli standard delle telecamere, ma rispetto a un obiettivo fotografico dei tempi andati il tuo è un po' grandangolo. Inoltre è molto aperto: f/2. Le due cose insieme favoriscono la presenza di aberrazioni.

Prova ad aumentare la distanza dell'etichetta: che succede? La leggibilità migliora o peggiora? Io anticipo che peggiori, ma se migliora, controlla se c'è differenza tra la qualità al centro e ai bordi. Se c'è, vuol dire che ci sono aberrazioni extrassiali e potresti guadagnare aumentando la distanza (per ridurre il campo).

Potresti fare un altro tentativo. Assumendo che la qualità dell'obiettivo (sì, "lens" significa "obiettivo") non sia alta, se la luminosità è sufficiente potresti guadagnare qualcosa diaframmando.

Il diametro dell'obiettivo (più tecnicamente, la "pupilla d'entrata") è circa 1.5 mm. Puoi dimezzarlo ponendo davanti alla lente un dischetto per es. di alluminio in cui hai praticato con un ago un foro di diametro 0.75 mm (circa). Devi solo aver cura che che il foro sia centrato bene. Se l'obiettivo ha aberrazioni consistenti, potresti guadagnare un bel po'. (Però la luce che entra si riduce a 1/4, quindi se l'illuminazione dell'etichetta è scarsa avrai immagini sottoesposte. Ma tentar non nuoce.))

Spero di non essere stato troppo complicato. In caso, cerca solo di darmi i risultati delle prove che ti ho suggerito, e poi vediamo di tirare le somme.

Il 06/03/24 11:39, pozz ha scritto:

...

No, sono due cose diverse,la lunghezza focale dipende dalla geometria delle lenti, mentre la distanza di messa a fuoco e' inversamente proporzionale alla distanza della lente dal piano del sensore: piu' si allontana la lente dal sensore si mettono a fuoco soggetti piu' vicini.

Certo che c'e' ma io, che non la conosco, uso questa formula: "Allontana gradualmente la lente fino a quando hai la massima nitidezza" :-)

Secondo me in qualche modo la lente devono averla montata, da quel che vedo in foto dovrebbe essere avvitata e deve poter essere regolata in fase di messa a punto. Quindi, se non e' stata incollata dovrebbe essere possibile un qualche grado di regolazione.

angelo

Il 06/03/2024 16:52, Elio Fabri ha scritto:

Beh dai, la telecamera è usata nell'embedded, il discorso sull'ottica non è proprio off-topic.

Sì, questo l'avevo capito.

Ed anche io avevo capito così.

Vedo di fare una foto con varie scritte sul foglio a varie grandezze per capire se la messa a fuoco è pessima in tutti i casi.

Anche perché, mi viene in mente, come si misura quantitativamente la messa a fuoco? Se la camera mette a fuoco un font 16pt ad una certa distanza, non è detto che metta a fuoco un font a 10pt alla stessa distanza. Rimpicciolendo la grandezza dei caratteri arrivo a non vederli più nitidi. Quindi dove mi fermo per dire che a quella distanza quella camera mette a fuoco bene?

Capisco il tuo ragionamento.

Più o meno ho capito, ma non penso sia facile centrare il foro su una lente così piccola.

Proverò a fare un po' di prove e a mostrarvele.

Il 06/03/2024 17:45, angelo ha scritto:

Da quello che ho capito, se metti il sensore ad una distanza dalle lenti esattamente uguale alla lunghezza focale delle lenti, tutti i raggi paralleli (che provengono dall'infinito) convoglieranno precisamente nel sensore. Quindi il panorama sarà messo a fuoco.

Gli oggetti che sono più vicini vengono rilevati da raggi luminosi che non sono paralleli. Questi raggi, quanto più non sono paralleli, non convergono su un unico punto dove si trova il sensore, ma un po' prima o un po' dopo. E questo crea un oggetto che non è messo a fuoco.

Tu mi dici che aumentando la distanza della lente dal sensore (oltre la focale della lente) vado a mettere a fuoco oggetti più vicini.

Capisco, però diciamo che io devo scegliere una videocamera per poter riprendere nitidamente un oggetto grande tot ad una certa distanza. Che faccio? Compro tante videocamere manual focus fino a trovare quella che va bene? Non sarebbe meglio avere un dato certo in modo da andare sul sicuro?

Immagino sia stata incollata/bloccata in qualche modo, altrimenti non la chiamerebbero fixed focus, ma manual focus. Ed esistono videocamere con manual focus, quindi con un obiettivo la cui posizione può essere modificato agendo su una ghiera.

Il 06/03/24 23:17, pozz ha scritto: ...

Corretto...

corretto, convergono dietro al sensore...

corretto, tanto che se metti la lente alla distanza focale dall'oggetto i raggi uscenti sono paralleli e convergono all'infinito.

Per quanto mi suggerisce la mia esperienza, dubito che esista un sistema ottico a fuoco fisso, per quanto sofisticato, che riesca a mantenere nitidi soggetti nel campo di distanza da 20 cm all'infinito. Secondo me per "fuoco fisso" intendono che non c'e' un sistema di regolazione del fuoco in esercizio ma che, una volta regolato durante la messa a punto, il fuoco rimane fisso. ...

Come ho scritto sopra, probabilmente la lente e' avvitata e d e' possibile solo in fase di messa a punto una qualche regolazione, se l'hai a disposizione prova a ruotare la lente, magari riesci a risolvere.

angelo

Il 07/03/2024 11:49, angelo ha scritto:

Mi sa che hai ragione.

In effetti è così. La lentina, molto piccola, può essere ruotata per definire la messa a fuoco. Non ci avrei mai pensato, per me fixed focus voleva dire che non si poteva cambiare.

Grazie del suggerimento.

angelo ha scritto: > ... > Per quanto mi suggerisce la mia esperienza, dubito che esista un > sistema > ottico a fuoco fisso, per quanto sofisticato, che riesca a mantenere > nitidi soggetti nel campo di distanza da 20 cm all'infinito. > Secondo me per "fuoco fisso" intendono che non c'e' un sistema di > regolazione del fuoco in esercizio ma che, una volta regolato durante > la messa a punto, il fuoco rimane fisso.

pozz ha scritto: > Mi sa che hai ragione. > ... > In effetti è così. La lentina, molto piccola, può essere ruotata per > definire la messa a fuoco. Non ci avrei mai pensato, per me fixed > focus voleva dire che non si poteva cambiare. Hai verificato? Sei riuscito a *cambiare* il fuoco? Se rispondi di sì, mi taccio. Altrimenti resto del mio parere.

Ad Angelo dico che forse non tiene conto che la focale è di soli 3mm. Invece ho fatto un po' di conti e mi risulta perfettamente possibile avere immagine nitida (entro la risoluzione del sensore) tra 200 mm e infinito.

Non solo. Ho curiosato nel manuale e nella user guide, di diversi modelli. Per la messa a fuoco ci sono 4 categorie:

- fixed focus

- manual focus

- autofocus

- motorized focus. Indovinate un po' in che categoria sta il B0390?

Il 08/03/2024 16:37, Elio Fabri ha scritto:

Beh sì, sono riuscito a cambiare fuoco. Ora non ho verificato che sia a fuoco da 20cm a infinito nella stessa foto (cosa che a me non interessa), ma ora riesco a vedere qualcosa di nitido a 20cm.

Fixed, come ho già detto. Anche se fixed non è.

Probabilmente fixed vuol dire che la regolazione, una volta fatta (anche in modo scomodo con una pinzetta), non la cambia facilmente, è quella e basta.

Invece con manual, probabilmente, intendono che puoi cambiare la focale in qualsiasi momento, essendo la lente ruotabile "a mano" in qualsiasi momento.

Motorized vuol dire che puoi regolare tramite sw che agisce su un motore.

Autofocus è una motorized dove il sw è in grado di trovare il fuoco migliore in automatico.

Il 08/03/24 16:37, Elio Fabri ha scritto:

...

Qui ti do ragione, avevo fatto dei conti ad occhio facendo riferimento alle vecchie macchinine a fuoco fisso, evidentemente avevo fatto troppo affidamento alla mia memoria... In teoria pero' avrebbe dovuto comunque mettere a fuoco a 20 cm, evidentemente la lente doveva essere starata.

E' importante che alla fine abbia risolto. :-)

angelo

Il 08/03/24 16:37, Elio Fabri ha scritto:

Scusate ma nessuno pensa di modificare l'ottica? Nessuno di voi ha passato i 50 anni? :D Come ho scritto in un altro gruppo, ho avuto lo stesso problema in passato con una webcam, risolto perfettamente ponendogli davanti una lente *positiva* da 10 diottrie. Gli occhiali alla webcam che era presbite :) e il problema è che costa più la lente della webcam stessa :) A chi viene in mente il telescopio Hubble??