Diy дулааны камер Телефото хөрвүүлэгч: 15 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Би саяхан Seek RevealPro дулааны камер худалдаж авсан бөгөөд энэ нь 320 х 240 хэмжээтэй, 15 Гц -ийн хүрээний мэдрэгчтэй, маш хямд үнээр худалдаж авсан юм.

Надад энэ камертай холбоотой цорын ганц асуудал бол энэ нь тогтмол 32 градусын харах линзтэй ирдэг явдал юм. Энэ нь дулааны ерөнхий үзлэг хийхэд тохиромжтой боловч хэвлэмэл хэлхээний самбар дээрх алдагдлыг үнэлэх эсвэл гэмтэлтэй эсвэл дутуу бүрэлдэхүүн хэсгийг тодорхойлохын тулд камерыг ойроос ажиллуулахад ашиглах нь үнэхээр сул тал юм. Холын зайны эсрэг талд, 32 ° FOV линз нь хол зайд байгаа объектууд эсвэл ердийн зайд байгаа жижиг объектуудын температурыг харах, хэмжихэд хүндрэл учруулдаг.

DIY "макро" томруулдаг адаптеруудын талаар тайлбарласан боловч эдгээр камерын аль нэгэнд утасны хөрвүүлэгч хэрхэн бүтээх талаар хэн ч харуулаагүй байгааг би мэдэхгүй байна.

Алхам 1: Энгийн дуран

Дулааны камераар объектыг алсаас дүрслэхийн тулд 10 мкм -ийн хүрээнд ажилладаг линзээр хийсэн энгийн дуран авай шаардлагатай. Обьект ба нүдний шил гэсэн хоёр оптик элемент бүхий үндсэн хугарлын телескоп. Зорилго нь алс холын объектоос гэрэл цуглуулж, тухайн объектын фокусын хавтгайд дүрсийг бүтээдэг том линз юм. Нүдний шил нь томруулдаг шил бөгөөд дулааны камераар дамжуулан виртуал зургийг үзэх боломжтой.

Зураг дээр үзүүлсэн шиг хугарлын дурангийн хоёр үндсэн тохиргоо байдаг: Кеплерийн дуран нь линзний нүдний шилтэй, Галилын дуран нь өөр өөр линзтэй байдаг. Кеплерийн дурангаар харж буй дүрсийг урвуу харуулсан бол Галилейн дурангаар хийсэн зургийг босоо байдлаар байрлуулжээ. Дуран нь өөрөө дүрс үүсгэх систем биш юм. Үүний оронд телескопт хавсаргасан дулааны камер нь өөрийн оптикаар дамжуулан дүрсийг бүтээдэг.

Кеплерийн дурангийн томруулалтыг объектив болон нүдний шилний фокусын уртын харьцаагаар тодорхойлно.

Magnification_Keplerian = fo/fe

Галилейн дуран нь эерэг ба сөрөг нүдний шилийг ашигладаг тул түүний томруулалтыг дараах байдлаар илэрхийлнэ.

Magnigication_Galilean = -fo/fe

Зорилгын хэмжээ нь бас чухал юм, учир нь диаметр нь том байх тусам илүү их гэрэл цуглуулж, ойр байгаа объектуудыг илүү сайн шийдэж чаддаг.

Алхам 2: Дулааны зураг авахад тохиромжтой линз сонгох

Дулааны камер нь хэт ягаан туяаны гэрлийг 10 мкм орчим хэмждэг. Учир нь биетүүд Виений нүүлгэн шилжүүлэх хуулийн дагуу долгионы уртад орших хар биений цацрагийг ялгаруулдаг. Гэсэн хэдий ч ердийн шил нь долгионы уртад гэрэл дамжуулдаггүй тул дулааны зураг авалтанд ашигладаг линз нь 10 микрон дахь цацраг туяа нэвтрэх боломжийг олгодог германий эсвэл цайрын селенидээс бүрдэх ёстой.

Германий (Ge) линз нь сонирхож буй спектрийн бүсэд өргөн дамжуулах хүрээтэй (2.0 - 16 мкм) тул дулааны дүрслэлд ихэвчлэн хэрэглэгддэг. Германий линз нь харагдахуйц гэрэлд тунгалаг биш бөгөөд шилэн саарал металл хэлбэртэй байдаг. Тэд агаар, ус, шүлт, ихэнх хүчилд идэвхгүй байдаг. Германий хугарлын индекс нь 4.004 10.6 мкм бөгөөд дамжуулах шинж чанар нь температурт маш мэдрэмтгий байдаг.

Цайр Селенид (ZnSe) нь CO2 лазертай илүү өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь маш өргөн дамжуулах хүрээтэй (600 нм - 16.0 микрон). Үзэгдэх спектрийн улаан хэсэгт шингээлт багатай тул ZnSe линзийг CO2 лазерыг (ихэвчлэн 10.6 мкм-т ажилладаг) хослуулдаг оптик системд хямд үнэтэй улаан-HeNe эсвэл хагас дамжуулагчийн лазертай хослуулдаг. Тэдний дамжуулах хүрээ нь харагдахуйц спектрийн нэг хэсгийг агуулдаг бөгөөд тэдэнд гүн улбар шар өнгө өгдөг.

Шинэ хэт улаан туяаны линзийг Thorlabs, Edmund Optics болон бусад оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ханган нийлүүлэгчдээс худалдаж авч болно. Таны төсөөлж байгаагаар эдгээр линзүүд тийм ч хямд биш юм-Thorlabs-ийн Ø1/2 "Ge plano-гүдгэр линз нь ойролцоогоор 140 долларын үнэтэй байдаг бол ZnSe линз нь 160 доллар орчим байдаг. Ø1" Ge линз нь ойролцоогоор 240 доллараар зарагддаг бол ZnSe нь ийм диаметртэй байдаг. ойролцоогоор 300 доллар. Илүүдэл олдвор эсвэл Алс Дорнодын өргөлийг макро болон телефото хувиргагч болгох нь хамгийн тохиромжтой. Хятадаас ZnSe линзийг eBay® дээрээс 60 орчим доллараар худалдаж авах боломжтой.

Алхам 3: Телефото хөрвүүлэгчийн дизайн

Би 50 мм-ийн фокусын урттай Ø1”Ge plano-гүдгэр линз (Thorlabs LA9659-E3-тай төстэй), 15 мм-ийн фокусын урттай Ø1/2 Ge plano-гүдгэр линз олж чадсан. a Thorlabs LA9410-E3) ашиглан Keplerian утасны гэрэл хөрвүүлэгч болгохын тулд томруулалтыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ.

Томруулах = fo/fe = 50mm/15mm = 3.33

Дээр дурдсан энгийн томъёог ашиглан бусад томруулалтын утасны фото адаптерийг зохион бүтээхэд хялбар байдаг. Линзний хоорондох зай f0 + fe -тэй ойр байх тул линзний гол хоолойн уртыг өөрчлөх шаардлагатай байж магадгүйг анхаарна уу.

Алхам 4: Телефото хөрвүүлэгчийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цуглуулах

Над шиг утасны хөрвүүлэгч бүтээхэд танд дараах бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно (бүгд Thorlabs -ийн хэсгүүд):

LA9659-E3 Ø1 Ge Plano-гүдгэр линз, f = 50 мм, AR бүрсэн: 7-12 мкм $ 241.74

LA9410-E3 Ø1/2 Ge Plano-гүдгэр линз, f = 15 мм, AR бүрсэн: 7-12 мкм $ 139.74

SM1V05 Ø1 "Тохируулах линзтэй хоолой, 0.31" аялалын хүрээ $ 30.25

SM1L15 SM1 Линзний хоолой, 1.50 Урсгал гүн, Нэг бэхэлгээний бөгж багтсан $ 15.70

SM1A1 адаптер нь гадаад SM05 утас ба дотоод SM1 урсгалтай $ 20.60

SM05L03 SM05 Линзний хоолой, 0.30 Урсгал гүн, Нэг бэхэлгээний бөгж багтсан $ 13.80

SM1RR SM1 Ø1 линзний хоолой, бэхэлгээний бөгж 4.50 доллар

Нийт шинэ германи линз 466.33 доллар

Орон сууц ердөө 84.85 доллар

Би утасны хөрвүүлэгчээ Thorlab -ийн SM1 ба SM05 хоолойн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр хийсэн оптик хоолойд байрлуулсан. Би линзний хоорондох зайг тохируулах боломжтой болгож анхаарлаа төвлөрүүлэхийн тулд объектив линзийг SM1V05 тохируулгатай линзний хоолойны урд талд байрлуулсан. Гадны SM1 бөгжийг фокусыг түгжихэд ашигладаг. Thorlabs-ийн цоо шинэ эд ангиудыг ашигласнаар та 466 доллар зарцуулах болно. Хэрэв та eBay® -ийн ZnSe линз болон орон сууцны шинэ эд ангиудыг ашиглавал ойролцоогоор 200 доллар зарцуулах болно.

Телескопын хашлага минийх шиг гоёмсог байх шаардлагагүй. Анхаарал төвлөрүүлэх зориулалттай PVC хоолой (жишээлбэл урсгалтай таг дээр суурилуулсан линз) төгс ажиллах болно. Гэсэн хэдий ч Thorlabs -ийн SM Tubes надад үнэхээр таалагддаг, учир нь тэдгээр нь харьцангуй хямд бөгөөд энэ төрлийн оптик хэрэгслийг бүтээхэд төгс тохирсон байдаг. Нэмж дурдахад, нүдний шилний SM05L03 -ийн урсгалтай тал нь Seek RevealPRO линзний бэхэлгээний бөгжний эсрэг төгс байрладаг.

Алхам 5: Барилга 1 -р алхам: SM1L15 хоолойноос бөгжийг ав

Хуруугаараа эсвэл түлхүүр түлхүүр ашиглан (жишээлбэл, Thorlabs SPW602 нь 26.75 доллараар зарагддаг) SM1L15 хоолойн дотор байрлах SM1 бэхэлгээний бөгжийг салга.

Алхам 6: Барилга 2 -р алхам: Объектив линзийг угсрахад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бэлтгэх

Объектив линзийг угсрахад шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бэлтгэ.

• SM1V05 тохируулгатай линз хоолой
• Хоёр SM1 тогтоогч цагираг (тэдгээрийн нэг нь өмнөх алхамд үзүүлсэн шиг SM1L15 линзний хоолойноос гардаг)
• Ø1 "Ge Plano-гүдгэр линз, f = 50 мм, AR бүрсэн: 7-12 мкм (эсвэл үүнтэй төстэй)

Алхам 7: Барилга 3 -р алхам: SM1 бэхэлгээний бөгжийг SM1V05 -д 6 мм -ийн гүнд оруулна

Түлхүүр түлхүүр эсвэл хуруугаа ашиглан нэг бэхэлгээний бөгжийг SM1V05 линзний хоолойд ойролцоогоор 6 мм -ийн гүнд оруулна. Таны зорилт болгон сонгосон линзээс хамааран үүнийг өөрчлөх шаардлагатай байж магадгүй юм. Энэхүү санаа нь линзний ар талд хангалттай суух боломжийг олгож, линзний нөгөө талд бэхэлгээний цагираг ашиглах боломжтой болгох явдал юм.

Алхам 8: Бүтээн байгуулалт 4 -р алхам: Объектив линз ба гадна талын бэхэлгээний бөгжийг оруулна уу

Объектив линзийг гүдгэр талыг нь гадагш чиглүүлж, дараа нь бэхэлгээний хоёр дахь цагиргийг ашиглан бэхлээрэй. Линзийг гэмтээж болзошгүй тул хэт чангалахаас болгоомжил! Хэрэв та эрэг чангалах түлхүүрийн оронд хясаа эсвэл бусад хэрэгсэл ашиглаж байгаа бол линзийг зурж болохгүй.

Алхам 9: Барилга 5 -р алхам: Нүдний шилэнд эд ангиудыг бэлтгэх

Нүдний шилийг угсрахад ашиглах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бэлтгэ.

• SM05L03 линзний хоолой
• SM5 тогтоогч бөгж (SM05L03 хоолойноос салгасан)
• Ø1/2 "Ge Plano-гүдгэр линз, f = 15 мм, AR бүрсэн: 7-12 µm (эсвэл үүнтэй төстэй)

Алхам 10: Барилга 6 -р алхам: Нүдний шилийг угсарна

Нүдний шилийг SM05L03 хоолойд оруулах замаар нүдний шилийг угсарна. Гүдгэр тал нь гадаад утаснуудтай тулгарах ёстой (доорх зураг дээр). Линзийг SM05 бэхэлгээний бөгжөөр байрлуул. SM05 бэхэлгээний бөгжийг оруулж, чангалахын тулд SM05 түлхүүр түлхүүрийг (жишээлбэл, Thorlabs SPW603, 24.50 доллараар зардаг) ашиглаарай. Линзийг гэмтээж болзошгүй тул хэт чангалахаас болгоомжил! Хэрэв та эрэг чангалах түлхүүрийн оронд хясаа эсвэл бусад хэрэгсэл ашиглаж байгаа бол линзийг зурахгүйн тулд болгоомжтой байгаарай.

Алхам 11: Барилга 7-р алхам: Нүдний шилийг SM1-ээс SM05 адаптерт холбоно

Нүдний шилний линзийг SM1A1 SM1-ээс SM05 адаптер руу шургуул.

Алхам 12: Барилга 8 -р алхам: Эцсийн угсралт

Эцэст нь нүдний шилний линз угсралт (SM1A1 адаптер дээр суурилуулсан) ба объектив линзний угсралтыг SM1L15 линзний хоолой дээр шургуулна. Энэ нь Кеплерийн телефото хөрвүүлэгчийг угсарч дуусгах болно.

Алхам 13: Телефото хөрвүүлэгчийг ашиглана уу

Телефон хөрвүүлэгчийг дулааны камерын линзний урд байрлуулж, судалж эхлээрэй! Обьектийн хамгийн тод дүрсийг олж авах хүртэл линзний объектыг эргүүлж линз рүү анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. SM1V05 линзний хоолойтой хамт ирдэг гадаад SM1 бөгжийг фокусын тохиргоог түгжихэд ашиглаж болно.

Thorlabs SM05NT (6.58 доллар) SM05 түгжих бөгжийг (ID 0.535 "-40, 0.75" OD) камерынхаа линзний холболтод үүрд залгах талаар бодож үзэхийг хүсч болно, ингэснээр та камерын линзний өмнө макро эсвэл телефон хөрвүүлэгчийг нөлөөлөхгүйгээр хурдан холбох боломжтой болно. түүний анхны функциональ байдал.

Эцэст нь хэлэхэд, Кеплерийн дуран нь дүрсийг урвуу харуулдаг бөгөөд ингэснээр та камерынхаа дэлгэц дээр дулааны зургийг дээрээс нь доош нь харах болно. Телефото хөрвүүлэгч суурилуулсан камерыг чиглүүлэхийн тулд зургийн эсрэг чиглэлд хөдөлгөөн хийх шаардлагатай болдог гэдгийг ойлгохын тулд бага зэрэг дадлага хийх шаардлагатай болно.

Алхам 14: Гүйцэтгэл

Би үр дүнд маш их баяртай байна. Зураг дээр ашиглагдаж буй гэрэл зургийн хөрвүүлэгчийн зарим зургийг харуулав. Зүүн талын самбар нь Seek RevealPRO -ийн тогтмол линзээр авсан зургийг харуулдаг. Баруун талын дэлгэц нь × 3.33 утасны гэрэл хөрвүүлэгч ашиглан ижил дүр зургийг харуулдаг. Зүүн талын самбар дээрх зурган дээр улбар шар өнгийн тэгш өнцөгт нэмж, зураг хөрвүүлэгчээр томруулсан хэсгийг харуулав. Тэгш өнцөгтийн хэмжээ нь зургийн хүрээний 1/3.33 хэмжээтэй бөгөөд энэ нь утасны хөрвүүлэгчийн томруулалт нь × 3.33 хэмжээтэй болохыг харуулж байна.

Мэдээжийн хэрэг, Seek RevealPRO болон телефото хөрвүүлэгчд ашигладаг линзний систем нь маш энгийн тул гажуудал, винетингийг хүлээх хэрэгтэй болно. Миний арын хашааны хөршүүд болон тэнгэрийн нэг хэсгийн гэрэл зургуудаас үзэхэд алсын зайнаас зураг авахад зураг хөрвүүлэгчийг ашиглах үед винтэт нь илүү тод харагддаг. Гэсэн хэдий ч, туслалцаагүй камераар харах боломжгүй нарийн ширийн зүйлийг утасны хөрвүүлэгч ашиглан маш тодорхой харуулдаг.

Алхам 15: Эх сурвалж

Энэхүү зааварт заасан материалын эх сурвалжийг дор дурдав.

• Хайх - www.thermal.com
• Thorlabs - www.thorlabs.com
• Эдмунд аж үйлдвэрийн оптик - www.edmundoptics.com

Тэмдэглэл: Би эдгээр компаниудтай ямар ч холбоогүй.

Цаашдын унших ба туршилтууд

Үл үзэгдэгч ертөнцийн физик, гэрэл зургийн талаар илүү сонирхолтой туршилтуудыг үзэхийн тулд миний номыг үзнэ үү (Amazon.com дээрх миний номыг энд дарж үзнэ үү), www.diyPhysics.com, www. UVIRimaging.com вэбсайтуудыг үзнэ үү.