1980-ci illərin videokamerasını real vaxt rejimində polarimetrik görüntüyə çevirin: 14 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Polarimetrik görüntü, ətraf mühitin monitorinqi və tibbi diaqnostikadan təhlükəsizlik və antiterror tətbiqlərinə qədər geniş bir sahə daxilində oyunu dəyişdirən tətbiqləri inkişaf etdirmək üçün bir yol təqdim edir. Bununla belə, kommersiya polarimetrik kameraların çox yüksək qiyməti polarimetrik görüntü üzərində tədqiqat və inkişafa mane oldu. Bu məqalədə artıq 1980-ci illərin 3 tüplü rəngli kamerasının real vaxtda polarimetrik görüntüləyiciyə çevrilməsi ilə bağlı ətraflı təlimatlar verilmişdir. Bu çevrilmənin əsası olaraq istifadə edilən kamera artıq bazarda 50 dollara yaxın qiymətə satılır. Bu zibil-xəzinə Təlimatlandırıcı, yalnız rekvizit olaraq uyğun olan bir kameranı, kommersiya versiyaları on minlərlə dollara başa gələcək faydalı bir elmi alətə necə çevirəcəyinizi göstərəcək.

Bu dönüşümü həyata keçirmək üçün aşağıdakı maddələrə ehtiyacınız olacaq:

• İş artıqlığı JVC KY-1900 kamera (KY-2000 və KY-2700 modelləri KY-1900-ə bənzəyir və uyğun da ola bilər)
• Ø25.4mm genişzolaqlı 70T/30R şüa ayırıcı (məsələn, Thorlabs BSS10)
• Ø25.4mm genişzolaqlı 50/50 şüa ayırıcı (məsələn, Thorlabs BSW10)
• 3D çaplı şüa ayırıcı adapter üzükləri
• Qütbləşən plastik vərəq (məsələn, Edmund Optics 86-188)

Addım 1: Polarimetrik Görüntülemeyi Anlayın

Bir işıq dalğası, bir rayon rəngi olaraq qəbul etdiyimiz dalğa uzunluğu ilə xarakterizə olunur; intensivlik səviyyəsi kimi qəbul etdiyimiz onun amplitudası; və istinad oxuna görə salındığı bucaq. Bu son parametr dalğanın "Qütbləşmə Bucağı" adlanır və köməksiz insan gözlərinin ayıra bilmədiyi işığın xüsusiyyətidir. Bununla birlikdə, işığın qütbləşməsi vizual mühitimiz haqqında maraqlı məlumatlar daşıyır və bəzi heyvanlar bunu dərk edə bilir və naviqasiya və sağ qalmaq üçün bu mənaya çox güvənirlər.

Polarimetrik görüntülərin və tətbiqlərinin ətraflı və başa düşülməsi asan bir təsviri DOLPi polarimetrik kameralardakı ağ kitabımda mövcuddur:

www.diyphysics.com/wp-content/uploads/2015/10/DOLPi_Polarimetric_Camera_D_Prutchi_2015_v5.pdf və YouTube-da təqdimatı:

Addım 2: Kameranın Alınması və Hizalanması

KY-1900, 70-ci illərin sonlarında peşəkar dərəcəli rəngli kamera kimi təqdim edildi. Plastik narıncı gövdə ilə istehsal edilən, çox fərqli və kamera qrupları üçün yüksək səviyyəli peşəkarlıq işarəsi olan bir neçə modeldən biri idi. 1982 -ci ildə bu kamera təxminən 9 min dollara satıldı.

Bu gün artıq bazarda 50 dollara yaxın birini tapa bilməlisiniz. KY-1900 tank kimi qurulmuşdur, buna görə də kosmetik cəhətdən yaxşı görünsə tam işlək olacağı ehtimalı çox yüksəkdir. Bir NTSC rəngli monitora qoşun və 12VDC ilə təchiz edin (kamera 1.7A ətrafında çəkir).

Dəyişdirməyə davam etməzdən əvvəl kameranın işlək vəziyyətdə və yaxşı hizalandığından əmin olun. Kameranızı hizalamaq və düzgün işlədiyini yoxlamaq üçün layihənin ağ kağızının Əlavə II -də göstərilən təlimatları istifadə edin.

Addım 3: Optik Assambleyaya daxil olmaq

Dönüşümün ilk addımı, aşağıdakı addımları ehtiva edən kameranın optik quruluşuna daxil olmaqdır:

• Kameranın sol qapağını ayırın
• DF çaplı devre kartını çıxarın
• Optik qurğunun xarici örtük lövhəsinə iki tərəfli lentlə yapışdırılmış plastik izolyasiya vərəqini soyun

Addım 4: Optik Assambleyanın açılması

Daxili optik montaj örtüyü boşqabını çıxarın. Bu boşqab montaja yapışdırılır. Lövhə yenidən istifadə olunmayacaq, buna görə təhrif etməkdən narahat olmayın. Bununla birlikdə, montajdakı optik elementlərə zərər verməmək üçün diqqətli olun.

Şəklin alt bölməsi dəyişdirilməmiş JVC KY-1900 kameranın optik quruluşunu göstərir. Birinci Röle Lensi üzərindəki qəza işığı, İkinci Röle Lensləri vasitəsi ilə müvafiq Saticon tüplərinə göndərilməzdən əvvəl dikroik şüa ayırıcılar tərəfindən üç rəngli görüntüyə bölünür. Real vaxt rejimində polarimetrik görüntüləmə modifikasiyası, Dichroic Beamsplitter Assambleyasının orijinal dikroik şüa ayırıcılarının geniş bantlı şüa ayırıcıları ilə dəyişdirilməsini, İkinci Röle Lenslərindəki rəng kəsmə filtrlərinin aradan qaldırılmasını və polarizasiya analizatorlarının əlavə edilməsini nəzərdə tutur.

Addım 5: Dichroic Beamsplitter Assambleyasının çıxarılması

Beamsplitter Assambleyası üç vida ilə aparılır: biri öndən, ikisi arxadan. Buna görə də, əlçatan olmaq üçün kameranın sağ tərəfindəki qapağı, PCB və plastik film çıxarılmalıdır.

Addım 6: 3D Çap Beamsplitter Adapter Üzükləri

İlk olaraq KY-1900 kamerasında istifadə olunan dikroik şüa ayırıcıların standart olmayan diametri var, buna görə də modifikasiya üçün 1 düym diametrli genişzolaqlı şüa ayırıcılardan istifadə etmək qərarına gəldim. Dostum və həmkarım Jason Meyers, 1 düymlük şüa ayırıcıları yerində saxlamaq üçün tutacaq halqa dizayn edərək 3D çap etdi. CAD və 3D çap sənədləri bu DropBox-da mövcuddur.

Addım 7: Dichroic Beamsplitters -in geniş bant şüaları ilə əvəz edilməsi

Dönüşüm prosesində növbəti addım, dikroik şüa ayırıcıları geniş bantlı şüa ayırıcılarla əvəz etməkdir. Şəklin az-çox bərabər şəkildə üç şəkilə bölünməsi lazımdır, buna görə də birinci şüa ayırıcının hadisə işığının təxminən 33,33% -ni əks etdirməsi, işığın 66,66% -nin ikinci hissəyə keçməsinə icazə verməsi lazımdır. bərabər Aşağıdakı şüa ayırıcılardan istifadə etdim:

• Ø25.4mm genişzolaqlı 70T/30R şüa ayırıcı (Thorlabs BSS10)
• Ø25.4mm genişzolaqlı 50/50 şüa ayırıcı (Thorlabs BSW10)

Tutucu halqaların içərisindəki geniş bantlı şüa ayırıcılar montajda quraşdırılmalı və dəyişdirilmiş Beamsplitter Assambleyası sonra öz yerinə quraşdırıla bilər. Elektrik lövhələrini müvəqqəti olaraq yenidən bağlayın. Optik qurğunun açıq hissələrinə heç bir şeyin şort olmadığından əmin olaraq kameranı işə salın. Şüa ayırıcılarını düzgün yerləşdirsəniz, hizalanmaya çatmaq üçün yalnız üfüqi/şaquli potansiyometrlərin kiçik bir tənzimlənməsi lazımdır. Görünüşün orijinal görüntüyə nisbətən bir qədər yuyulsa da hələ də rəngli olduğunu görəcəksiniz. Təsvir hələ də rəngli görünür, çünki İkincil Relay Lensləri içərisində çıxarılması lazım olan çox güclü filtrlər var.

Addım 8: İkinci Relay Lenslərinə daxil olmaq

İkinci Röle Lenslərini (JVC -nin adıdır) optik montajdan çıxarmaq kameranın əlavə sökülməsini tələb edir. Bunun səbəbi, İkincil Röle Lenslərini çıxarmazdan əvvəl görüntü götürmə borularının çıxarılmasıdır.

Çap lövhələrini kabel qurğularından çıxarıb ayıraraq başlayın. Sonra kameranın arxasını çıxarın. Boru birləşmələri daha sonra optik qurğunun boru yuvalarından çıxarılaraq İkinci Röle Lenslərinə daxil olur.

Addım 9: İkinci Röle Lenslərinin Sökülməsi və Sökülməsi (Bir anda!)

İkinci Röle Lensləri, optik qurğunun sağ tərəfindən əldə edilə bilən, yaxşı gizlənmiş, kiçik vintlər ilə sabitlənir. Vida açıldıqdan sonra işləyəcəyiniz İkinci Röle Lensini çıxarın. Optik borunun iki tərəfinə bir neçə qat qalın elektrik lenti sarın və kəlbətinlə açın.

Addım 10: Rəng Filtrlərini və İkinci Röle Lensinin Yenidən Qurulmasını Sökmək

Rəng filtri açar açar və ya çox uclu cımbız istifadə edərək tutma halqasını açaraq çıxarılmalıdır. Filtri çıxardıqdan sonra lensi yenidən yığın və barmağınızı sıxın.

Rəng filtrinin aradan qaldırılması İkincil Röle Lensinin fokus nöqtəsini dəyişdirir, buna görə də optik quruluşa yenidən daxil edilməməlidir. Bunun əvəzinə dəyişdirilmiş İkincil Röle Lensləri yalnız təxminən 2,5 mm çıxmalıdır.

Dəyişdirilmiş İkincil Röle Lenslərinin hamısını vintlər ilə bağladıqdan və quraşdırdıqdan sonra kamera yenidən yığıla bilər. Optik qurğunu əlçatan qoyun və optik qurğu ilə qısa qapanma olmadığından əmin olaraq DF kartını müvəqqəti olaraq yenidən bağlayın.

Addım 11: Kameranın yenidən qurulması

Mükəmməl bir ağ-qara şəkil əldə etmək üçün kameranı çox diqqətlə hizalamağın vaxtı gəldi. İkinci dərəcəli Röle Lensləri dar bir dalğa uzunluğuna malik olduğu üçün görünən işığın bütün bant genişliyində istifadə edildiyindən, müəyyən bir rəng çiləsi həmişə görüləcəkdir. Zımpara, şəkilin kənarında xüsusilə geri çəkildikdə nəzərə çarpır, lakin layihənin ağ kitabının II əlavəsində göstərilən prosedura səbrlə riayət etməklə layiqli qeydiyyat əldə edilə bilər.

Addım 12: Qütbləşmə Analizatoru Filtrlərinin Hazırlanması

Qütbləşmə vərəqindən üç 1.42 "× 1.42" kvadrat kəsin. Edmund Optics 86-188 150 x 150mm, Qalınlığı 0.75mm, Qütbləşdirici Laminatlı Film istifadə etdim. Bu filmi daha ucuz təkliflər əvəzinə seçdim, çünki çox yüksək sönmə nisbətinə və daha yaxşı polarimetrik görüntülər yaradan yüksək ötürülməyə malikdir. Şəkildə, kvadratlardan birinin digər ikisinə nisbətən 45 ° -də kəsildiyinə diqqət yetirin.

Addım 13: Qütbləşmə Analizatorlarının əlavə edilməsi

Qütbləşmə analizatorlarını, optik qurğunun içərisində, şəkildə göstərildiyi kimi borulara optik yollar daxilində yerləşdirmək üçün şəffaf lentlə bağlayın.

Bu belədir! Dönüşüm tamamlandı. Optik qurğunun qapağını yenidən yığmadan (daxili qapağı atdım), plastik təbəqəni yenidən bağlamadan, DF lövhəsini yenidən bağlamadan və kameranın qapağını bağlamadan əvvəl bu mərhələdə kameranı sınaya bilərsiniz.

Addım 14: Kameradan istifadə

Şəkil, rəng çubuğu ilə birlikdə 0 ° ilə 180 ° arasında bucaqlarda polarizasiya edən plastik parçalardan hazırlanmış nümunə hədəfi ilə nəticəni göstərir. Dəyişdirilmiş JVC KY-1900 kamerasından çəkilən hədəf, rəng çubuğunu və qütbləşməmiş digər elementləri boz rəngdə göstərir, qütbləşdirici filmin parçaları isə NTSC-nin RGB məkanında qütbləşmə bucağını kodlaşdıraraq parlaq rəngdədir.

Bu layihə haqqında əlavə məlumat üçün, www.diyPhysics.com saytından layihənin ağ kitabını yükləyin.

Zibil qutusunda birinci mükafat