Optische Maus: geänderte Fokus-Distanz

[Manf]

Da es nachher sicher auf eine genaue Ausrichtung ankommt, habe ich erst einmal Fassungen für die Sensoren gesucht und bin auf Dia-Rahmen gekommen, die grundsätzlich gut in Mikropositionierer für Mikroskope passen.

Um der Linse eines Optical Mouse Sensors die richtige Höhe über Grund zu geben kann man sie mit ihrer Montagefläche von unten in den oberen Rahmen eines Dia-Rahmens kleben.

Dieser Dia Rahmen passt auch in den Bresser Mikroskop-Tisch-Manipulator (nachdem dieser allgemein-tauglich gemacht wurde). Ich weiß nicht was für ein Objektträger da sinnvoll ohne Modifikation passen soll. Es ist schon eine Fummelei, vielleicht waren sie deshalb so günstig.

Manfred

Bild hier  

[ben]

Tach,
Wir haben für unsere Experimente eine Typhoon Notebookmouse (wahrscheinlich ein Logitechsensor, Conrad Electronics, 9,95, 400dpi) verwendet.
Nach längeren, erfolglosen Versuchen mit einer zusätzlichen Sammellinse vor dem Sensor haben wir das Gehäuse unserer Maus entfernt und somit leider nur 2.5 mm Bodenfreiheit gewonnen.
Wahrscheinlich sind meine Optikkentnisse einfach zu bescheiden: Wir hätten gerne so 25mm (nicht 230mm wie hier im Thread beschrieben). Kann mir jemand vielleicht erklären, wie ich die Lupenstärken berechnen und wo ich die entsprechende Lupe kaufen kann?

Gruss aus Erlangen
Bernhard

[Manf]

Die Situation sieht mit interner Linse ungefähr so aus. Sollen die 2,5cm vor der Maus oder vor der Linse sein?
Manfred

[ben]

also eigentlich sollten die 2,5cm bei a sein ("Bodenfreiheit"), b ist nicht ganz so wichtig, aber wenn ich es mir wünschen könnte <= 1 cm. Wie ich aus Deiner Erklärung erkennen kann, wäre dies bei "normalen" Lupen nicht möglich, oder?
Angenommen man nehme 2,5cm, resultiert daraus eine Lupenbrennweite von 5.

DANKE!

[Wolferl]

Hallo

kannst du das 2f vielleicht nochmal erklären? Ist mir irgendwie nicht so ganz klar.

Wolfgang

[Manf]

Es gibt die Abstände a und b und die Brennweite f. Die Beziehung dazwischen. Ist einfach 1/a + 1/b = 1/f.
http://de.wikipedia.org/wiki/Linsengleichung

Besonders anschaulich wird es beim experimentieren mit einer optischen Bank:
http://www.hazelwood.k12.mo.us/~gric...ics/intro.html

Die Werte sind wählbar, für a= 25mm b=10mm ergibt sich f= 7,1mm.

Die Vergrößerung V, die häufig bei Lupen angegeben wird berechnt sich aus V = 250/f in mm. Die gesuchte Linse hätte als eine Vergößerung von 35.

Die Originallinse der Maus hat schätzungsweise eine Brennweite von 1,5mm. Das Papier ist 3mm unter der Linse und der Chip sind 3mm über der Linse (muß ich noch mal nachmessen). Um eine 25mm entfernte Papierebene scharf auf den Chip abzubilden müßte man also die Linse auf 1,59mm an den Chip heranbringen. Dan könnte man sich die zusätzliche Linse vor der Maus sparen.

Das wäre sicher auch einen Versuch wert. Da der Linsenabstand aber durch eine Kunststoff-Passung gehalten wird, muß diese dazu bearbeitet werden (ca. 1,4mm abtragen).

Manfred

[Wolferl]

Bei deiner Zeichnung meinst du mit a/b nicht den Abstand von Linse zum Berührpunkt von Brennpunkt- und Axialstrahl, sondern Objekt- und Bildweite.
Dann ists klar.
Wolfgang

[ben]

Sehr anschaulich und vielen Dank für die Hilfe! Photos vom fertigen Sensor gibts hoffentlich bald hier!
lg
Bernhard

[Manf]

Im Bild ist die Konfiguration aus der optischen Maus dargestellt, wie sie im Wissens-Quiz besprochen wurde.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=8192

Bild hier  

Man kann die Gegenstandsweite vergrößern indem man

1. die Kugellinse näher an den Chip bringt
2. eine andere, größere Kugellinse nimmt, oder
3. eine schwächere Linse außen davor setzt die ein Bild auf die Mousepadebene projeziert.

Nachdem ich eine Quelle für Linsen mit kurzer Brennweite gefunden habe, ist der Weg 2 vielleicht doch an einfachsten.

Typ                   Durchmesser         Brennweite 
Kugellinse            8   mm              6    mm
Kugellinse            7   mm              5,25 mm
Kugellinse            5   mm              3,75 mm
Kugellinse            3,6 mm              2,7  mm
Hochlandllinse        4,8 mm             35    min (Garzeit)

Bild hier  

Die Linsen sind im Bild dargestellt. Der Typ rechts außen gehört eigentlich nicht dazu, der Platz wäre sonst frei. Es ist eine "Hochlandlinse aus biologischem Anbau". Sie ist nicht durchsichtig deshalb ist auch nicht die Brennweite sondern die auf der Packung angegebene Garzeit aufgeführt.

Die Linsen werden dann vermessen und zusammen mit der Maus erprobt.
Manfred

[ben]

Hallo Manfred,
Wir sind mit unseren flachen Linsen, die obiger Berechnung entsprechen noch nicht weiter gekommen. Aber vielleicht borgst Du uns mal zum probieren einer Deiner Kugellinsen?

lg
Ben