나만의 디지털 핀홀 카메라 만들기

나의 집 워싱턴의 포트 타운센드는 예술적인 유형과 제작자로 가득한 커뮤니티입니다. 지역 문화 활동에 참여해 달라는 요청은 드문 일이 아니지만, 핀홀 카메라 사진 콘테스트에 참가하는 것을 보고 눈길을 끌었습니다. 나는 수년 전에 핀홀 카메라를 가지고 놀았으며, 그 이후로 축적한 전기 기술 기술을 사용하여 기존 핀홀 카메라의 고유한 특성을 유지하면서 개선할 수 있는지 궁금했습니다. 디지털 핀홀 카메라를 만들 수 있을까?

광학적으로 말하면, 핀홀에는 렌즈가 따라올 수 없는 몇 가지 매력적인 특성이 있습니다. 우선, 핀홀 카메라는 사실상 무한한 피사계 심도를 갖습니다. 즉, 물체가 얼마나 가깝거나 멀리 있는지에 관계없이 시야에 있는 모든 것에 초점이 맞춰집니다. 그리고 렌즈로 인해 발생하는 색수차와 같은 왜곡이 없습니다. 최근에는 다양한 카메라가 상업적으로 판매되고 국제 사진 행사가 진행되면서 핀홀 사진에 대한 관심이 높아졌습니다.

단점은 상용 카메라와 DIY 핀홀 카메라 모두 필름이나 인화지를 사용한다는 것입니다. 필름을 구입하고 현상하는 데 드는 비용은 빠르게 증가하며, 물론 사진을 찍고 결과를 확인하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 아마도 가장 중요한 점은 필름 기반 핀홀 카메라로 사진을 찍을 때 긴 노출 시간(일반적으로 밝은 햇빛에서도 몇 초)이 필요하므로 원치 않는 움직임으로 인해 사진이 망가질 가능성이 높다는 것입니다.

프레임과 핀홀 렌즈 부착물은 레이저 절단된 나무 조각으로 만들어집니다. 여기에는 마이크로 컨트롤러 보드[중앙], 이미지 센서 및 셔터 제어 역할을 하는 마이크로 스위치[상단 중앙]가 들어 있습니다.James Provost

내 직감은 디지털 센서를 사용하면 이 두 가지 문제를 모두 해결할 수 있다는 것이었습니다. 저는 이전 프로젝트에서 미화 10달러짜리 ESP32-Cam 보드를 가지고 있었는데 이 보드가 이 작업에 완벽할 것이라고 깨달았습니다. 이 보드에는 널리 사용되는 Wi-Fi 지원 ESP32 마이크로컨트롤러와 microSD 카드 소켓, 표시기 LED 및 다양한 저가형 이미지 센서용 인터페이스가 통합되어 있습니다. 저는 ESP32-CAM과 함께 사용할 때 최대 1,600 x 1,200 픽셀의 해상도를 지원할 수 있는 OV2460 카메라 모듈을 사용했습니다. 이미지 센서를 노출시키기 위해 OV2460의 렌즈를 제거했습니다.

보드의 범용 입력/출력 핀 중 하나에 마이크로 스위치를 연결하고 스위치를 셔터 제어로 사용하고 이미지를 microSD 카드에 저장하는 펌웨어를 작성했습니다. 또한 전체 microSD 카드에 쓰기를 시도하는 등 문제가 발생할 경우 일부 오류 코드를 깜박이도록 표시기 LED를 프로그래밍했습니다. ESP32-CAM에 사용할 수 있는 소프트웨어 라이브러리가 많기 때문에 이 글루 코드를 작성하는 데 시간이 오래 걸리지 않았습니다.

Glowforge 레이저 커터를 사용하여 센서, ESP32-CAM 보드, 셔터 스위치를 담을 나무 케이스를 만들었습니다. 중요한 핀홀 어셈블리를 분리할 수 있으므로 다른 어셈블리를 교체하여 초점 거리와 카메라의 시야를 조정할 수 있습니다. 이것은 핀홀 사진 촬영에 탈착식 렌즈의 유연성을 제공하는 또 다른 좋은 보너스입니다!

그러나 아무것도 무료로 제공되지 않습니다. 핀홀은 크기가 다양하며 이러한 모든 디지털 이점에 대한 대가로 기존 핀홀 카메라에서 얻을 수 있는 것보다 더 작은 직경의 카메라 핀홀을 제작해야 한다는 것입니다. 이는 센서가 필름 프레임보다 훨씬 작기 때문입니다. 센서의 너비는 4mm이고 필름의 너비는 35mm 또는 120mm입니다. 결과적으로, 핀홀에 의해 생성된 완전한 이미지가 센서 표면에 떨어지도록 하려면 센서가 필름보다 핀홀에 훨씬 더 가까워야 합니다. 해당 배열에 필요한 광학 장치를 계산하면 결과적으로 구멍이 더 작아집니다.

만약 제가 이 카메라를 양산한다면 가장 먼저 할 공정은 화학적 에칭일 것입니다. 모든 매개변수를 조정하면 하루 종일 매우 작은 구멍을 정확하게 만들 수 있습니다. 하지만 에칭 공정을 설정하는 데 드는 시간과 노력은 제가 다른 방법을 찾고 싶다는 것을 의미했습니다.