1980 жылдардағы бейнекамераны нақты уақыттағы поляриметриялық бейнелеушіге айналдыру: 14 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Поляриметрлік бейнелеу қоршаған ортаны бақылау мен медициналық диагностикадан қауіпсіздік пен антитеррористік қосымшаларға дейінгі кең ауқымды ойындарды өзгертетін қосымшаларды әзірлеу жолын ұсынады. Алайда коммерциялық поляриметриялық камералардың өте жоғары бағасы поляриметриялық бейнелеу бойынша зерттеулер мен әзірлемелерге кедергі келтірді. Бұл мақалада 1980-ші жылдардағы 3 түтік түсті камераны нақты уақыттағы поляриметриялық бейнекамераға айналдыру бойынша толық нұсқаулар берілген. Бұл түрлендірудің негізі ретінде пайдаланылатын камера 50 доллар шамасында артық нарықта кеңінен қол жетімді. Бұл қоқыс жинауға болмайтын нұсқаулық сізге тек тірек ретінде жарамды камераны пайдалы ғылыми құралға қалай айналдыру керектігін көрсетеді, оның коммерциялық нұсқалары ондаған мың долларға бағаланады.

Бұл түрлендіруді орындау үшін сізге келесі элементтер қажет:

• Жұмыс артық JVC KY-1900 камерасы (KY-2000 және KY-2700 модельдері KY-1900-ге ұқсас болып көрінеді, сонымен қатар қолайлы болуы мүмкін)
• Ø25,4 мм кең жолақты 70T/30R сәуле бөлгіш (мысалы, Thorlabs BSS10)
• Ø25.4мм кең жолақты 50/50 сәулелендіргіш (мысалы, Thorlabs BSW10)
• 3D басып шығарылған сәулелендіргіш адаптері сақиналары
• Поляризациялық пластик парағы (мысалы, Edmund Optics 86-188)

1 -қадам: Поляриметриялық бейнелеуді түсіну

Жарық толқыны толқын ұзындығымен сипатталады, біз оны аудандық түс ретінде қабылдаймыз; оның қарқындылық деңгейі ретінде қабылдайтын оның амплитудасы; және оның оське қатысты тербелетін бұрышы. Бұл соңғы параметр толқынның «поляризация бұрышы» деп аталады және адамның көздері ажырата алмайтын жарықтың сипаттамасы болып табылады. Алайда, жарықтың поляризациясы біздің көрнекі ортамыз туралы қызықты ақпаратты алып жүреді, ал кейбір жануарлар оны қабылдай алады және навигация мен тіршілік үшін осы сезімге сүйенеді.

Поляриметриялық бейнелеу мен оның қосымшаларының толық және түсінікті сипаттамасы менің ақ қағазымда DOLPi поляриметриялық камераларында орналасқан:

www.diyphysics.com/wp-content/uploads/2015/10/DOLPi_Polarimetric_Camera_D_Prutchi_2015_v5.pdf және оның YouTube-тегі презентациясы:

2 -қадам: камераны сатып алу және туралау

KY-1900 70-жылдардың соңында кәсіби деңгейдегі түсті камера ретінде енгізілді. Бұл апельсин қызғылт түсті корпуспен шығарылған бірнеше модельдердің бірі болды, бұл камералық топтар үшін жоғары кәсіби шеберліктің белгісі болды. 1982 жылы бұл камера шамамен 9000 долларға сатылды.

Бүгін сіз 50 доллардан асатын артық нарықтан біреуін таба аласыз. KY-1900 танк тәрізді салынған, сондықтан косметикалық жағынан жақсы көрінсе, ол толық жұмыс істейтін болады. Оны тек NTSC түсті мониторына жалғап, оны 12VDC (камера 1,7А шамасында түсіреді) жеткізіңіз.

Өзгертуді бастамас бұрын, камераның жұмыс істеп тұрғанына және жақсы тураланғанына көз жеткізіңіз. Камераны туралау және оның дұрыс жұмыс істеуін тексеру үшін жобаның ақ қағазының II қосымшасында көрсетілген нұсқауларды пайдаланыңыз.

3 -қадам: Оптикалық жинаққа кіру

Түрлендірудің бірінші қадамы келесі қадамдарды қамтитын камераның оптикалық жинағына кіру болып табылады:

• Камераның сол жақ қақпағын алыңыз
• DF баспа тақтасын алыңыз
• Оптикалық тораптың сыртқы қаптамасына екі жақты таспамен бекітілген пластикалық оқшаулау парағын алыңыз

4 -қадам: Оптикалық жинақты ашу

Ішкі оптикалық жинау қақпағы тақтасын алыңыз. Бұл пластина жинауға желімделген. Тарелка қайтадан қолданылмайды, сондықтан оны бұрмалаймын деп уайымдамаңыз. Дегенмен, жинақтағы оптикалық элементтерге зақым келтірмеу үшін абай болыңыз.

Суреттің төменгі бөлігінде өзгертілмеген JVC KY-1900 камерасының оптикалық жиынтығы көрсетілген. Бірінші релелік линза арқылы жарық диодты сәулелік бөлгіштер үш түсті суреттерге бөлінеді, олар екінші релелік линзалар арқылы тиісті Saticon түтіктеріне жіберіледі. Нақты уақыттағы поляриметриялық бейнекамераға модификациялық диодты сәулелік қосқыштар жинағының дихрикалық сәулелік сплиттерлерін кең жолақты сәулелендіргіштермен алмастыруды, Екінші релелік линзалар ішіндегі түсті кесу сүзгілерін жоюды және поляризация анализаторларын қосуды қамтиды.

5 -қадам: Дихроикалық сәуле қосқышын жинау

Beamsplitter Ассамблеясы үш бұрандамен өткізіледі, біреуі алдыңғы және екеуі артқы жағында. Осылайша, қол жетімді ету үшін камераның оң жақ қақпағын, ПХД мен пластикалық пленканы алып тастау керек.

6-қадам: Beamsplitter адаптерінің 3D-басып шығаруы

Бастапқыда KY-1900 камерасында қолданылған дихрикалық сәуле бөлгіштер стандартты емес диаметрге ие, сондықтан мен модификация үшін диаметрі 1 дюймдік кең жолақты пластиналы сәулелік бөлгіштерді қолдануды шештім. Менің досым және әріптесім Джейсон Мейерс 1 дюймдік сплиттерді орнында ұстау үшін сақина сақинасын ойлап шығарды және оны 3D басып шығарды. CAD және 3D басып шығару файлдары осы DropBox-та қол жетімді.

7 -қадам: Дихроикалық сәулелендіргіштерді кең жолақты сәулелендіргіштерге ауыстыру

Конверсиялау процесінің келесі қадамы - дихрикалық сәулелік бөлгіштерді кең жолақты сәулелік сплиттерге ауыстыру. Кескінді азды-көпті үш суретке тең бөлу қажет, сондықтан бірінші сәулелендіруші түскен жарықтың шамамен 33,33% -ын көрсетуі керек, ал жарықтың 66,66% екінші бөлгішке өтуі керек, содан кейін бұл бөлікті бөлу керек. біркелкі Мен келесі сәулелік бөлгіштерді қолдандым:

• Ø25.4мм кең жолақты 70T/30R сәуле бөлгіш (Thorlabs BSS10)
• Ø25.4мм кең жолақты 50/50 сәулелендіргіш (Thorlabs BSW10)

Бекіткіш сақиналардың ішіндегі кең жолақты сәуле бөлгіштерді жинауға орнату керек, содан кейін өзгертілген Beamsplitter жинағын орнына қайта орнатуға болады. Уақытша схемаларды қайта жалғаңыз. Оптикалық жинақтың ашық бөліктерінде ештеңе қысқармайтынына көз жеткізіп, камераны қосыңыз. Сәйкестендіргіштерді дұрыс орналастырсаңыз, туралауға жету үшін көлденең/тік потенциометрлерді шамалы ғана реттеу қажет. Сіз түпнұсқаға қарағанда сәл тазартылған болса да, сурет әлі де түсінде екенін байқайсыз. Кескін әлі де түсінде көрінеді, себебі Екінші реле линзаларында өте күшті сүзгілер бар, оларды жою қажет.

8 -қадам: Екінші реле линзаларына қол жеткізу

Екінші релелік линзаларды (бұл JVC атауы) оптикалық қондырғыдан шығару камераны қосымша бөлшектеуді қажет етеді. Бұл қайталама релелік линзаларды алып тастамас бұрын кескінді алу түтіктерін алып тастау керек.

Басып шығарылған тақталарды кабель жинақтарынан алу мен ажыратудан бастаңыз. Содан кейін камераның артқы жағын алыңыз. Содан кейін түтік тораптарын екінші релелік линзаларға кіруге мүмкіндік беретін оптикалық қондырғының түтік корпустарынан шығаруға болады.

9 -қадам: Екінші реле линзаларын алу және бөлшектеу (бір уақытта!)

Екінші релелік линзалар жақсы жасырылған, бұрандалармен бекітілген, олар оптикалық қондырғының оң жағынан қол жетімді. Бекіткіш бұранда ашылғаннан кейін, сіз жұмыс жасайтын екінші реле линзасын шығарыңыз. Оптикалық түтіктің екі жағына қалың электр таспасының бірнеше қабатын орап, қысқышпен ашыңыз.

10 -қадам: Түс сүзгілерін алып тастау және линзаның екінші релесін қайта жинау

Түс сүзгісін кілт кілті немесе өте ұшы бар пинцет көмегімен ұстағыш сақинаны бұрау арқылы алып тастау керек. Сүзгіні алып тастағаннан кейін объективті қайта жинап, саусақпен қатайтыңыз.

Түс сүзгісін жою екінші релелік линзаның фокусын өзгертеді, сондықтан оны оптикалық қондырғыға қайта қосуға болмайды. Оның орнына модификацияланған қосалқы релелік линзалар шамамен 2,5 мм шығуы керек.

Барлық өзгертілген қайталама релелік линзаларды бұрандалармен бекітіп, бекіткеннен кейін камераны қайта жинауға болады. Оптикалық жинақты қол жетімді қалдырыңыз және DF тақтасын оптикалық жинақта қысқа тұйықталмағанына көз жеткізіп, уақытша ғана қосыңыз.

11 -қадам: камераны қайта қосу

Енді камераны ақ-қара суретке түсіретін етіп мұқият туралау керек. Түсті жиектеудің қандай да бір деңгейі әрқашан байқалатын болады, себебі Екінші реле линзалары толқын ұзындығының тар диапазонына арналған және қазір олар көрінетін жарықтың толық өткізу жолағында қолданылады. Масштаб артқа тартылған кезде суреттің жиектерінде әсіресе байқалады, бірақ жобаның ақ қағазының II қосымшасында көрсетілген процедураны шыдамдылықпен орындау арқылы лайықты тіркеуге қол жеткізуге болады.

12 -қадам: Поляризация анализаторының сүзгілерін жасау

Поляризация парағынан 1,42 «× 1,42» үш шаршыны кесіңіз. Мен Edmund Optics 86-188 150 x 150mm, қалыңдығы 0,75 мм, поляризацияланған ламинатталған пленканы қолдандым. Мен бұл фильмді арзан ұсыныстардың орнына таңдадым, себебі оның жоғалу коэффициенті жоғары, сонымен қатар поляриметриялық кескіндерді жақсартатын жоғары беріліс. Суретте квадраттардың бірі 45 ° -та қалған екеуіне қатысты кесілгенін байқаңыз.

13 -қадам: Поляризация анализаторларын қосу

Поляризация анализаторларын суретте көрсетілгендей түтіктерге оптикалық жолдар шегінде орналастырылатындай етіп, оптикалық жинақтың ішіне мөлдір таспамен бекітіңіз.

Міне бітті! Түрлендіру аяқталды. Сіз камераны осы кезеңде оптикалық қондырғының қақпағын қайта жинамас бұрын тексере аласыз (мен ішкі қақпақты тастадым), пластикалық парақты қайта орнатып, DF тақтасын қайта жалғап, камераның корпусын жабамыз.

14 -қадам: камераны пайдалану

Суретте поляризациялық пластиктен 0 ° -дан 180 ° -қа дейінгі бұрыштарда түс жолағымен жасалған үлгі нысанасы бар нәтижелер көрсетілген. Өзгертілген JVC KY-1900 камерасынан түсірілген нысан суреттің түс панелі мен басқа да поляризацияланбаған элементтерін сұр масштабта көрсетеді, ал поляризатор пленкасының бөліктері NTSC RGB кеңістігінде поляризация бұрышын кодтайтын ашық түсті.

Бұл жоба туралы қосымша ақпарат алу үшін www.diyPhysics.com сайтынан жобаның ақ қағазын жүктеп алыңыз.

Қазынаға арналған қоқыс жәшігіндегі бірінші сыйлық