Shndërroni një kamerë video të viteve 1980 në një imazh polarimetrik në kohë reale: 14 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Imazhi polarimetrik ofron një shteg për të zhvilluar aplikacione që ndryshojnë lojën në një gamë të gjerë fushash-që përfshin të gjithë rrugën nga monitorimi i mjedisit dhe diagnostifikimi mjekësor deri tek aplikimet e sigurisë dhe antiterrorizmit. Sidoqoftë, kostoja shumë e lartë e kamerave polarimetrike komerciale ka penguar hulumtimin dhe zhvillimin në imazhet polarimetrike. Ky punim paraqet udhëzime të hollësishme për shndërrimin e një aparati me ngjyra të tepërta të epokës së 1980-të, me 3 tuba në një imazh polarimetrik në kohë reale. Kamera e përdorur si bazë për këtë konvertim është gjerësisht e disponueshme në tregun e tepërt për rreth 50 dollarë. Ky udhëzues plehrash në thesar do t'ju tregojë se si të shndërroni një aparat fotografik që është i përshtatshëm vetëm si një mbështetës në një instrument të dobishëm shkencor, versionet komerciale të të cilit do të ishin me vlerë shumë dhjetëra mijëra dollarë.

Ju do të keni nevojë për artikujt e mëposhtëm për të kryer këtë konvertim:

• Kamera e tepërt e punës JVC KY-1900 (modelet KY-2000 dhe KY-2700 duken të ngjashme me KY-1900 dhe gjithashtu mund të jenë të përshtatshme)
• Ø25.4mm brez të gjerë 70T/30R rreze ndarës (p.sh. Thorlabs BSS10)
• Ø25.4mm brez të gjerë 50/50 rreze ndarës (p.sh. Thorlabs BSW10)
• Unaza të përshtatësit të shtypur me rreze 3D
• Fletë plastike polarizuese (p.sh. Edmund Optics 86-188)

Hapi 1: Kuptimi i Imazheve Polarimetrike

Një valë e lehtë karakterizohet nga gjatësia e valës së saj, të cilën ne e perceptojmë si një ngjyrë rrethi; amplituda e tij, të cilën ne e perceptojmë si një nivel intensiteti; dhe këndi në të cilin luhatet në lidhje me një bosht reference. Ky parametër i fundit quhet "Këndi i Polarizimit" i valës, dhe është një karakteristikë e dritës që sytë e njeriut të pambrojtur nuk mund ta dallojnë. Sidoqoftë, polarizimi i dritës mbart informacion interesant në lidhje me mjedisin tonë vizual, dhe disa kafshë janë në gjendje ta perceptojnë atë dhe të mbështeten në mënyrë kritike në këtë kuptim për lundrim dhe mbijetesë.

Një përshkrim i hollësishëm dhe i lehtë për t’u kuptuar i imazhit polarimetrik dhe aplikimeve të tij është i disponueshëm në letrën time të bardhë në kamerat polarimetrike DOLPi të disponueshme në:

www.diyphysics.com/wp-content/uploads/2015/10/DOLPi_Polarimetric_Camera_D_Prutchi_2015_v5.pdf dhe prezantimi i tij në YouTube në:

Hapi 2: Blerja dhe rregullimi i kamerës

KY-1900 u prezantua si një aparat fotografik me ngjyra profesionale në fund të viteve 70. Ishte një nga modelet e pakta që u prodhua me një trup portokalli plastik, duke e bërë atë shumë të veçantë dhe një shenjë profesionalizmi të nivelit të lartë për ekipet e kamerave. Në vitin 1982, kjo aparat fotografik shitej me pakicë për rreth 9, 000 dollarë.

Sot, duhet të jeni në gjendje të gjeni një në tregun e tepërt për rreth 50 dollarë. KY-1900 u ndërtua si një rezervuar, kështu që shanset janë shumë të mira që të jetë plotësisht funksionale nëse duket mirë kozmetikisht. Thjesht lidheni atë me një monitor ngjyrash NTSC dhe furnizojeni me 12VDC (kamera tërheq rreth 1.7A).

Para se të vazhdoni me modifikimin, sigurohuni që kamera të jetë në gjendje pune dhe e përafruar mirë. Përdorni udhëzimet e paraqitura në Shtojcën II të letrës së bardhë të projektit për të rreshtuar kamerën tuaj dhe kontrolloni nëse funksionon si duhet.

Hapi 3: Qasja në Asamblenë Optike

Hapi i parë në konvertim është qasja në montimin optik të kamerës, i cili përfshin hapat e mëposhtëm:

• Hiqeni kapakun e majtë të kamerës
• Hiqni bordin e qarkut të printuar DF
• Qëroni fletën e izolimit plastik që është ngjitur me shirit të dyanshëm në pllakën e jashtme të mbulesës së montimit optik

Hapi 4: Hapja e Asamblesë Optike

Pastroni pllakën e brendshme të kapakut të montimit optik. Kjo pjatë është ngjitur në kuvend. Pllaka nuk do të përdoret përsëri, kështu që mos u shqetësoni për shtrembërimin e saj. Sidoqoftë, kini kujdes që të mos dëmtoni elementët optikë brenda montimit.

Paneli i poshtëm i figurës tregon montimin optik të kamerës së pamodifikuar JVC KY-1900. Drita e incidentit përmes Lentes së Reles së Parë ndahet në tre imazhe me ngjyra nga shpërndarësit dikroikë të rrezeve para se të dërgohen në tubat e tyre përkatës Saticon përmes Lenteve të Reles së Dytë. Modifikimi në një imazh polarimetrik në kohë reale përfshin shkëmbimin e trarëve dikroikë të Asamblesë Dichroic Beamsplitter me anë të trarëve me brez të gjerë, duke eleminuar filtrat e zbukurimit të ngjyrave brenda Lenteve të Reles së Dytë dhe duke shtuar analistë të polarizimit.

Hapi 5: Heqja e Asamblesë Dichroic Beamsplitter

Asambleja Beamsplitter mbahet me tre vida, një nga përpara dhe dy nga mbrapa. Si e tillë, mbulesa e djathtë e kamerës, PCB dhe filmi plastik duhet të hiqen për t'i bërë ato të arritshme.

Hapi 6: Unaza e Përshtatësit të Shtypjes me Rreze-Shtypje 3D

Ndarësit e dritës dikroike të përdorura fillimisht në kamerën KY-1900 kanë një diametër jo standard, kështu që vendosa të përdor traversat e pllakave me brez të gjerë 1”me diametër për modifikim. Shoku dhe kolegu im Jason Meyers projektoi dhe printoi 3D një unazë mbajtëse për të mbajtur në vend rrezatuesit 1”. Skedarët CAD dhe printimi 3D janë në dispozicion në këtë DropBox.

Hapi 7: Zëvendësimi i rrezeve Dichroic me rreze me brez të gjerë

Hapi tjetër në procesin e konvertimit është zëvendësimi i trarëve dikroik me trarë me brez të gjerë. Imazhi duhet të ndahet pak a shumë në tre imazhe, kështu që rrezja e parë me rreze duhet të pasqyrojë rreth 33.33% të dritës së goditur, ndërsa lejon që 66.66% të dritës të shkojë në një ndarës të dytë të rrezeve që më pas duhet të ndajë këtë pjesë në mënyrë të barabartë Kam përdorur ndarësit e mëposhtëm të rrezeve:

• Ø25.4mm brez i gjerë 70T/30R rreze ndarës (Thorlabs BSS10)
• Ø25.4mm brez i gjerë 50/50 rreze ndarës (Thorlabs BSW10)

Ndarësit e trarëve me brez të gjerë brenda unazave mbajtëse duhet të instalohen në montim, dhe Asambleja e modifikuar e Beamsplitter mund të instalohet përsëri në vend. Rilidhni përkohësisht pllakat e qarkut. Duke u siguruar që asgjë të shkurtër kundër pjesëve të ekspozuara të montimit optik, ndizeni kamerën. Vetëm rregullimi i vogël i potenciometrave horizontal/vertikal duhet të jetë i nevojshëm për të arritur shtrirjen nëse vendosni saktë ndarësit e rrezeve. Ju do të vini re se imazhi është ende me ngjyra, megjithëse pak i larë në krahasim me imazhin origjinal. Imazhi ende shfaqet me ngjyra sepse ka filtra shumë të fortë brenda Lenteve Rele të Dytë që duhet të hiqen.

Hapi 8: Qasja në Lentet e Reles së Dytë

Heqja e Lenteve të Reles së Dytë (ky është emri i JVC për ta) nga montimi optik kërkon një çmontim shtesë të kamerës. Kjo ndodh sepse tubat e marrjes së imazhit duhet të hiqen para se të nxirren Lentet e Releut Sekondar.

Filloni duke nxjerrë dhe shkëputur dërrasat e shtypura nga montimet e kabllove. Pastaj hiqni pjesën e pasme të kamerës. Asambletë e tubave pastaj mund të tërhiqen nga pjesët e tubit të montimit optik, duke i dhënë akses Lenteve të Reles së Dytë.

Hapi 9: Heqja dhe çmontimi i lenteve të stafetës së dytë (një nga një!)

Lentet e Stafetës së Dytë mbahen në vend nga vida të vogla të fshehura mirë, të arritshme nga ana e djathtë e montimit optik. Pasi fiksuesi është i hapur, nxirrni Lenten e Reles së Dytë në të cilën do të punoni. Mbështillni disa shtresa shirit elektrik të trashë mbi dy anët e tubit optik dhe hapeni atë duke përdorur pincë.

Hapi 10: Heqja e filtrave të ngjyrave dhe montimi i dytë i lenteve të stafetës

Filtri i ngjyrave duhet të hiqet duke hequr unazën e mbajtësit duke përdorur një pikëllim çelësash ose piskatore shumë të theksuara. Pas heqjes së filtrit, thjesht mblidhni lentet dhe shtrëngoni gishtat.

Eliminimi i filtrit të ngjyrave zhvendos pikën qendrore të Lentes Rele të Dytë, kështu që nuk duhet të futet deri në fund në montimin optik. Në vend të kësaj, Lentet e Reletës së Mesme të modifikuara duhet të dalin vetëm rreth 2.5 mm.

Kamera mund të rindërtohet pasi të keni instaluar dhe siguruar me vidat e vendosjes të gjitha Lentet e Rele Regjistruara të Mesme të modifikuara. Lëreni asamblenë optike të arritshme dhe rilidhni vetëm bordin DF përkohësisht, duke u siguruar që të mos ketë qark të shkurtër me montimin optik.

Hapi 11: Rregullimi i kamerës

Tani është koha për të rreshtuar kamerën me shumë kujdes në mënyrë që të krijojë një pamje krejtësisht bardh e zi. Një nivel i ngjyrave të ngjyrave do të shihet gjithmonë sepse Lentet Rele Sekondare janë krijuar për një brez të ngushtë të gjatësisë së valës, dhe tani po përdoren në gjerësinë e brezit të plotë të dritës së dukshme. Skaji është veçanërisht i dukshëm në skajet e imazhit kur zmadhimi tërhiqet deri në fund, por regjistrimi i mirë mund të arrihet duke ndjekur me durim procedurën e përshkruar në Shtojcën II të letrës së bardhë të projektit.

Hapi 12: Bërja e filtrave të analizuesit të polarizimit

Pritini tre sheshe 1.42 "× 1.42" nga një fletë polarizimi. Kam përdorur një Edmund Optics 86-188 150 x 150mm, 0.75mm Trashësi, Film i Petëzuar Polarizues. Zgjodha këtë film në vend të ofertave më të lira sepse përmban një raport shumë të lartë të shuarjes, si dhe transmetim të lartë, të cilat krijojnë imazhe më të mira polarimetrike. Vini re në figurë se njëri prej shesheve është prerë në 45 ° në lidhje me dy të tjerët.

Hapi 13: Shtimi i Analizuesve të Polarizimit

Bashkangjitni analizuesit e polarizimit me shirit të qartë brenda montimit optik të tillë që të vendosen brenda shtigjeve optike tek tubat siç tregohet në figurë.

Kjo eshte! Konvertimi është i plotë. Ju mund ta provoni kamerën në këtë fazë para se të montoni mbulesën e montimit optik (hodha kapakun e brendshëm), të rilidhni fletën plastike, të rilidhni tabelën DF dhe të mbyllni rrethimin e kamerës.

Hapi 14: Përdorimi i kamerës

Figura tregon rezultatet me një objektiv mostër të bërë me copa plastike polarizuese në kënde midis 0 ° dhe 180 ° së bashku me një shirit ngjyrash. Objektivi i kapur nga kamera e modifikuar JVC KY-1900 tregon shiritin e ngjyrave dhe elementët e tjerë jo të polarizuar të figurës në shkallë gri, ndërsa pjesët e filmit polarizues janë me ngjyra të ndezura, duke koduar këndin e tyre të polarizimit në hapësirën RGB të NTSC.

Për informacion shtesë mbi këtë projekt, ju lutemi shkarkoni dokumentin e bardhë të projektit nga www.diyPhysics.com.

Çmimi i parë në plehra për thesar