Макрофотография открывает крошечные миры, которые ваш глаз никогда не сможет увидеть без посторонней помощи. Теперь ученые из Университета Хьюстона показали, как сделать одноразовую макролинзу за 3 цента, которая превратит ваш смартфон в микроскоп средней мощности. Эти исследователи запустили проект на Kickstarter, и за более чем две недели они уже намного превысили свою скромную цель финансирования в 5000 долларов!
Специально созданные макрообъективы, такие как Nikon 105mm f/2.8 и Canon 100mm f/2.8, обычно имеют «коэффициент воспроизводства» 1:1. Это означает, что изображение, проецируемое на датчик камеры, имеет тот же размер, что и сам объект. Если вы сфотографируете муравья, изображение муравья на сенсоре камеры будет размером с муравья.
Размер каждого пикселя современной зеркальной камеры обычно составляет около 5 мкм (где 1 мкм=1/1000 миллиметра). Если длина муравья составляет 5 мм, он будет спроецирован на область длиной 1000 пикселей. Самая маленькая деталь, которую вы сможете увидеть, будет иметь ширину примерно один пиксель, то есть 5 мкм. Если бы датчик изображения имел пиксели еще меньшего размера (например, 1 мкм), изображение муравья, рассчитанное в пикселях, было бы больше (в данном примере длина 5000 пикселей). Следовательно, чем меньше пикселей вашей камеры, тем больше будет ваше увеличение (с точки зрения количества пикселей). Смартфонам присуще большое преимущество: размеры их пикселей примерно в пять раз меньше, чем у зеркальных фотоаппаратов.
Благодаря своим сверхмаленьким пикселям смартфон мог бы стать отличной макрокамерой - если бы только вы могли найти подходящий объектив. Ученые из Университета Хьюстона сделали именно это, капнув каплю силикона на предварительно нагретую гладкую поверхность с помощью своего рода струйного принтера. Варьируя размер капли силикона и температуру поверхности, они могут изготавливать чистые линзы с фокусным расстоянием всего 5,6 мм. Поскольку силикон клейкий, объектив можно установить на переднюю часть камеры телефона без какой-либо дополнительной поддержки. Его также можно отсоединить без каких-либо последствий.
Ребята, написавшие статью, проиллюстрировали свое изобретение, прикрепив один из своих объективов к дешевому и сердитому смартфону Nokia Lumia 520. С помощью такой установки им удалось добиться коэффициента воспроизводства чуть больше 1:1. Размер пикселей Lumia 520 составляет примерно 1,23 мкм, и исследователи утверждают, что достигли разрешения изображения 1 мкм, как показано ниже.
В апреле наш приглашенный автор Сиддхант Саху опубликовал статью о своем рабочем процессе и красивые фотографии с огромным увеличением. Еще более впечатляюще то, что ему удалось сделать это, используя относительно простую и недорогую камеру Nikon среднего класса и комплектный объектив. Еще один подход к доступной макросъемке - использование удлинительных трубок, как продемонстрировал Томас Стирр. Dotlens обещает поднять доступность макросъемки на совершенно новый уровень.
Вы пока не можете пойти и купить очки, но потенциально они будут смехотворно дешевы. Линзы обычно изготавливаются путем механической полировки или литья под давлением стекла или пластика. Силиконовые линзы исследователей намного дешевле производить. По оценкам изобретателей, себестоимость производства этих линз составит всего 3 цента! Эти линзы отлично подойдут для обучения в школах. После того, как они доберутся до школьной лаборатории рядом с вами, кто знает, куда может пойти эта технология?
Ниже ссылка на оригинальную научную статью:
dx.doi.org/10.1117/1. JBO.20.4.047005