DIY থার্মাল ক্যামেরা টেলিফোটো কনভার্টার: 15 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

আমি সম্প্রতি একটি সিক রিভেলপ্রো থার্মাল ক্যামেরা কিনেছি, যা একটি অবিশ্বাস্যভাবে সাশ্রয়ী মূল্যে 320 x 240 থার্মাল সেন্সর> 15 Hz ফ্রেম রেটের সাথে গর্বিত।

এই ক্যামেরার সাথে আমার একমাত্র সমস্যা হল যে এটি একটি নির্দিষ্ট 32 ° ফিল্ড-অফ-ভিউ লেন্সের সাথে আসে। সাধারণ তাপ পরিদর্শনের জন্য এটি ঠিক আছে, কিন্তু মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলিতে অপচয় মূল্যায়ন করতে বা ত্রুটিপূর্ণ বা নিম্নমানের উপাদান চিহ্নিত করার জন্য ক্লোজ-আপ কাজের জন্য ক্যামেরা ব্যবহার করার চেষ্টা করার সময় এটি একটি সত্যিকারের অসুবিধা। দূরত্ব পরিসরের বিপরীত দিকে, 32 ° FOV লেন্সগুলি দূরত্বের বস্তুগুলির তাপমাত্রা বা স্বাভাবিক দূরত্বে ছোট বস্তুর তাপমাত্রা দেখা এবং পরিমাপ করা কঠিন করে তোলে।

DIY "ম্যাক্রো" ম্যাগনিফাইং অ্যাডাপ্টারগুলি বর্ণনা করা হয়েছে, কিন্তু আমি অবগত নই যে এই ক্যামেরার একটির জন্য কীভাবে টেলিফোটো কনভার্টার তৈরি করতে হয় তা এখনও কেউ দেখায়নি।

ধাপ 1: সরল টেলিস্কোপ

একটি থার্মাল ক্যামেরা দিয়ে দূরত্বে কোনো বস্তুর ছবি তোলার জন্য লেন্স দিয়ে তৈরি একটি সাধারণ টেলিস্কোপ প্রয়োজন যা 10 µm পরিসরে কাজ করে। একটি মৌলিক রিফ্র্যাক্টিং টেলিস্কোপ যার দুটি অপটিক্যাল উপাদান রয়েছে, একটি উদ্দেশ্য এবং একটি আইপিস। উদ্দেশ্য একটি বড় লেন্স যা দূরবর্তী বস্তু থেকে আলো সংগ্রহ করে এবং ফোকাল সমতলে সেই বস্তুর একটি চিত্র তৈরি করে। আইপিস হল শুধু একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস যার মাধ্যমে থার্মাল ক্যামেরা ভার্চুয়াল ইমেজ দেখতে পারে।

চিত্রে দেখানো হয়েছে, একটি প্রতিসরণী টেলিস্কোপের জন্য দুটি মৌলিক কনফিগারেশন রয়েছে: একটি কেপলারিয়ান টেলিস্কোপের একটি কনভার্জিং লেন্স আইপিস এবং একটি গ্যালিলিয়ান টেলিস্কোপের একটি ডাইভারজিং লেন্স আইপিস রয়েছে। কেপলারিয়ান টেলিস্কোপের মাধ্যমে যে চিত্রটি দেখা যায় তা উল্টো, যখন গ্যালিলিয়ান টেলিস্কোপ দ্বারা উত্পাদিত ছবিটি সোজা। টেলিস্কোপ নিজেই একটি ইমেজ গঠনের সিস্টেম নয়। বরং, টেলিস্কোপের সাথে সংযুক্ত তাপীয় ক্যামেরা শেষ পর্যন্ত তার নিজস্ব অপটিক্সের মাধ্যমে ছবিটি তৈরি করে।

কেপলারিয়ান টেলিস্কোপের বিবর্ধন লক্ষ্য এবং আইপিস লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্যের মধ্যে অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়:

Magnification_Keplerian = fo/fe

গ্যালিলিয়ান টেলিস্কোপ একটি ইতিবাচক উদ্দেশ্য এবং একটি নেতিবাচক আইপিস ব্যবহার করে, তাই এর বিবর্ধন দেওয়া হয়:

Magnigication_Galilean = -fo/fe

উদ্দেশ্যটির আকারও গুরুত্বপূর্ণ কারণ এর ব্যাস যত বড়, এটি তত বেশি আলো সংগ্রহ করতে পারে এবং এটি নিকটবর্তী বস্তুর সমাধান করতে পারে।

ধাপ 2: থার্মাল ইমেজিংয়ের জন্য উপযুক্ত লেন্স নির্বাচন করা

তাপীয় ক্যামেরা ইনফ্রারেড আলোর তীব্রতা প্রায় 10 µm পরিমাপ করে। এর কারণ হল বস্তুগুলি ওয়েইনের স্থানচ্যুতি আইন অনুসারে সেই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চারপাশে তুঙ্গে থাকা ব্ল্যাকবডি বিকিরণ নির্গত করে। যাইহোক, সাধারণ গ্লাস সেই তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলো প্রেরণ করে না, তাই থার্মাল ইমেজিংয়ে ব্যবহৃত লেন্সগুলি অবশ্যই জার্মানিয়াম বা জিংক সেলেনাইডের তৈরি হতে হবে যা 10 µm পরিসরে বিকিরণকে অনুমতি দেয়।

জার্মানিয়াম (জিই) লেন্সগুলি সাধারণত তাপীয় ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয় কারণ তাদের বিস্তৃত সংক্রমণ পরিসীমা (2.0 - 16 µm) আগ্রহের বর্ণালী অঞ্চলে। জার্মেনিয়াম লেন্সগুলি দৃশ্যমান আলোর জন্য অস্বচ্ছ এবং একটি কাচের ধূসর ধাতব চেহারা রয়েছে। এগুলি বায়ু, জল, ক্ষার এবং বেশিরভাগ অ্যাসিডে জড়। জার্মেনিয়ামের 10.6 µm এ 4.004 এর প্রতিসরণের সূচক রয়েছে এবং এর সংক্রমণ বৈশিষ্ট্যগুলি অত্যন্ত তাপমাত্রা সংবেদনশীল।

জিঙ্ক সেলেনাইড (ZnSe) CO2 লেজারের সাথে অনেক বেশি ব্যবহৃত হয়। এটি একটি খুব বিস্তৃত সংক্রমণ পরিসীমা (600 nm - 16.0 µm)। দৃশ্যমান বর্ণালীর লাল অংশে কম শোষণের কারণে, ZnSe লেন্সগুলি সাধারণত অপটিক্যাল সিস্টেমে ব্যবহৃত হয় যা CO2 লেজারগুলিকে একত্রিত করে (যা সাধারণত 10.6 µm এ কাজ করে), সস্তা দৃশ্যমান-লাল HeNe বা সেমিকন্ডাক্টর অ্যালাইনমেন্ট লেজারগুলির সাথে। তাদের সংক্রমণ পরিসীমা দৃশ্যমান বর্ণালী অংশ অন্তর্ভুক্ত, তাদের একটি গভীর কমলা রঙ দেয়।

থরল্যাবস, এডমন্ড অপটিক্স এবং অন্যান্য অপটিক্যাল উপাদান সরবরাহকারীদের কাছ থেকে নতুন ইনফ্রারেড লেন্স কেনা যায়। আপনি যেমন কল্পনা করতে পারেন, এই লেন্সগুলি সস্তা নয়-/1/2 Thorlabs থেকে Ge প্ল্যানো-উত্তল লেন্সের দাম প্রায় $ 140, ZnSe লেন্সের দাম প্রায় $ 160। প্রায় $.০০।

ধাপ 3: টেলিফটো কনভার্টার ডিজাইন

আমি 50 মিমি (Thorlabs LA9659-E3 এর অনুরূপ) ফোকাল দৈর্ঘ্য এবং Ø1/2 "15 মিমি ফোকাল দৈর্ঘ্য সহ Ge-plano-convex লেন্স সহ একটি Ø1" Ge প্ল্যানো-উত্তল লেন্স খুঁজে পেতে সক্ষম হয়েছি (অনুরূপ একটি থরল্যাবস LA9410-E3) আমার কেপলারিয়ান টেলিফোটো কনভার্টার বানানোর জন্য।

বিবর্ধন = fo/fe = 50mm/15mm = 3.33

অন্যান্য দেখানো টেলিফোটো অ্যাডাপ্টারগুলি উপরে দেখানো সহজ সূত্র ব্যবহার করে ডিজাইন করা সহজ। দয়া করে মনে রাখবেন যে প্রধান লেন্স টিউবের দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করা প্রয়োজন হতে পারে, যেহেতু লেন্সের মধ্যে দূরত্ব f0 + fe এর কাছাকাছি হওয়া উচিত।

ধাপ 4: টেলিফোটো কনভার্টারের জন্য উপাদান সংগ্রহ করুন

আমার মত একটি টেলিফোটো কনভার্টার নির্মাণের জন্য আপনার নিম্নলিখিত উপাদানগুলির প্রয়োজন হবে (সবগুলি থরল্যাবস অংশ):

LA9659-E3 Ø1 Ge Plano-Convex Lens, f = 50 mm, AR-coated: 7-12 µm $ 241.74

LA9410-E3 Ø1/2 Ge Plano-Convex Lens, f = 15 mm, AR-coated: 7-12 µm $ 139.74

SM1V05 Ø1 "অ্যাডজাস্টেবল লেন্স টিউব, 0.31" ট্রাভেল রেঞ্জ $ 30.25

SM1L15 SM1 লেন্স টিউব, 1.50 থ্রেড ডেপথ, একটি রেন্টিং রিং অন্তর্ভুক্ত $ 15.70

SM1A1 অ্যাডাপ্টার বাহ্যিক SM05 থ্রেড এবং অভ্যন্তরীণ SM1 থ্রেড $ 20.60

SM05L03 SM05 লেন্স টিউব, 0.30 থ্রেড ডেপথ, একটি রেন্টিং রিং অন্তর্ভুক্ত $ 13.80

SM1RR SM1 Ø1 লেন্স টিউব এবং মাউন্ট $ 4.50 জন্য রিং বজায় রাখা

নতুন জার্মেনিয়াম লেন্স সহ মোট $ 466.33

আবাসন মাত্র $ 84.85

আমি আমার টেলিফোটো কনভার্টারটি থরল্যাবের SM1 এবং SM05 টিউব উপাদান দিয়ে তৈরি একটি অপটিক্যাল টিউবে রেখেছিলাম। আমি লেন্সের মধ্যে দূরত্ব সামঞ্জস্য করা সম্ভব করে ফোকাস করার অনুমতি দেওয়ার জন্য একটি SM1V05 অ্যাডজাস্টেবল লেন্স টিউবের সামনে বস্তুনিষ্ঠ লেন্স স্থাপন করেছি। ফোকাস লক করার জন্য একটি বাহ্যিক SM1 রিং ব্যবহার করা হয়। Thorlabs থেকে একেবারে নতুন অংশ ব্যবহার করে আপনি প্রায় $ 466 খরচ করার আশা করতে পারেন। আপনি যদি ইবে থেকে ZnSe লেন্স এবং আবাসনের জন্য নতুন যন্ত্রাংশ ব্যবহার করেন তাহলে সম্ভবত আপনি প্রায় $ 200 খরচ করবেন।

টেলিস্কোপের ঘেরটি আমার মতো অভিনব হওয়ার দরকার নেই। ফোকাস করার জন্য কিছু ব্যবস্থা সহ পিভিসি পাইপগুলি (যেমন থ্রেডেড ক্যাপে লাগানো লেন্স) পুরোপুরি ঠিকঠাক কাজ করবে। যাইহোক, আমি সত্যিই থরল্যাবস এসএম টিউব পছন্দ করি কারণ এগুলি তুলনামূলকভাবে সস্তা এবং এই ধরণের অপটিক্যাল যন্ত্র তৈরির জন্য পুরোপুরি উপযুক্ত। এছাড়াও, আইপিসের SM05L03 এর থ্রেডেড দিকটি সিক রিভেলপ্রো লেন্সের রিটেনার রিংয়ের বিরুদ্ধে পুরোপুরি বসে আছে।

ধাপ 5: নির্মাণ ধাপ 1: SM1L15 টিউব থেকে রিং সরান

আপনার আঙ্গুল বা স্প্যানার রেঞ্চ ব্যবহার করে (যেমন Thorlabs SPW602 যা 26.75 ডলারে বিক্রি হয়) SM1L15 টিউবের ভিতরে আসা SM1 রিটেনার রিংটি সরান।

ধাপ 6: নির্মাণ ধাপ 2: উদ্দেশ্য লেন্স সমাবেশের জন্য উপাদান প্রস্তুত করুন

বস্তুগত লেন্সের সমাবেশের জন্য আপনার প্রয়োজনীয় উপাদানগুলি প্রস্তুত করুন:

• SM1V05 নিয়মিত লেন্স টিউব
• দুটি SM1 রিটেনার রিং (তাদের মধ্যে একটি SM1L15 লেন্স টিউব থেকে আসে যেমনটি পূর্ববর্তী ধাপে দেখানো হয়েছে)
• Ø1 "Ge Plano-Convex Lens, f = 50 mm, AR-coated: 7-12 µm (বা অনুরূপ)

ধাপ 7: নির্মাণ ধাপ 3: SM1V05 এ SM1 রিটেনার রিং সন্নিবেশ করান 6 মিমি গভীরতায়

একটি স্প্যানার রেঞ্চ বা আপনার আঙ্গুল ব্যবহার করে, SM1V05 অ্যাডজাস্টেবল লেন্স টিউবটিতে প্রায় 6 মিমি গভীরতায় একটি রিটেনার রিং োকান। আপনার লক্ষ্য হিসাবে বেছে নেওয়া লেন্সের উপর নির্ভর করে এটি পরিবর্তন করতে হতে পারে। ধারণাটি হল লেন্সের অপর পাশে রিটেনার রিং ব্যবহার করা সম্ভব করার জন্য লেন্সকে পর্যাপ্তভাবে বসতে দেওয়া।

ধাপ 8: নির্মাণ ধাপ 4: উদ্দেশ্য লেন্স এবং বাহ্যিক ধারক রিং সন্নিবেশ করান

অবজেক্টিভ লেন্স itsোকান যার উত্তল দিক বাইরের দিকে মুখ করে তারপর দ্বিতীয় রিটেনার রিং ব্যবহার করে ঠিক করুন। অতিরিক্ত শক্ত না হওয়ার বিষয়ে সতর্ক থাকুন, কারণ এটি লেন্সের ক্ষতি করতে পারে! যদি আপনি একটি স্প্যানার রেঞ্চের পরিবর্তে টুইজার বা অন্যান্য সরঞ্জাম ব্যবহার করেন তবে লেন্সটি স্ক্র্যাচ না করার বিষয়ে সতর্ক থাকুন।

ধাপ 9: নির্মাণ ধাপ 5: আইপিসের জন্য উপাদানগুলি প্রস্তুত করুন

আইপিস একত্রিত করতে আপনি যে উপাদানগুলি ব্যবহার করবেন তা প্রস্তুত করুন:

• SM05L03 লেন্স টিউব
• SM5 রিটেনার রিং (SM05L03 টিউব থেকে সরানো হয়েছে)
• Ø1/2 "Ge Plano-Convex Lens, f = 15 mm, AR-coated: 7-12 µm (বা অনুরূপ)

ধাপ 10: নির্মাণ ধাপ 6: আইপিস একত্রিত করুন

SM05L03 টিউবে আইপিস লেন্স byুকিয়ে আইপিস একত্রিত করুন। উত্তল দিকটি বাইরের থ্রেডগুলির মুখোমুখি হওয়া উচিত (নীচের ছবিতে নীচে)। SM05 রিটেনার রিং দিয়ে অবস্থানে লেন্স ঠিক করুন। SM05 রিটেনার রিং insোকাতে এবং শক্ত করতে একটি SM05 স্প্যানার রেঞ্চ (যেমন Thorlabs SPW603, যা 24.50 ডলারে বিক্রি হয়) ব্যবহার করুন। অতিরিক্ত শক্ত না হওয়ার বিষয়ে সতর্ক থাকুন, কারণ এটি লেন্সের ক্ষতি করতে পারে! যদি আপনি একটি স্প্যানার রেঞ্চের পরিবর্তে টুইজার বা অন্যান্য সরঞ্জাম ব্যবহার করেন তবে লেন্সটি স্ক্র্যাচ না করার বিষয়ে সতর্ক থাকুন।

ধাপ 11: নির্মাণ ধাপ 7: মাউন্ট আইপিস থেকে SM1-to-SM05 অ্যাডাপ্টারে

একটি SM1A1 SM1-to-SM05 অ্যাডাপ্টারে আইপিস লেন্স সমাবেশটি স্ক্রু করুন।

ধাপ 12: নির্মাণ ধাপ 8: চূড়ান্ত সমাবেশ

অবশেষে, আইপিস লেন্স সমাবেশ (SM1A1 অ্যাডাপ্টারে লাগানো) এবং উদ্দেশ্য লেন্স সমাবেশ SM1L15 লেন্স টিউবের উপর স্ক্রু করুন। এটি কেপলারিয়ান টেলিফোটো কনভার্টারের সমাবেশ সম্পন্ন করে।

ধাপ 13: টেলিফটো কনভার্টার ব্যবহার করুন

থার্মাল ক্যামেরার লেন্সের সামনে টেলিফটো কনভার্টার রাখুন এবং অন্বেষণ শুরু করুন! আপনার বিষয়ের তীক্ষ্ণ চিত্র না পাওয়া পর্যন্ত বস্তুনিষ্ঠ লেন্স সমাবেশ ঘুরিয়ে আপনার লেন্স ফোকাস করা উচিত। SM1V05 অ্যাডজাস্টেবল লেন্স টিউবের সাথে আসা বাইরের SM1 রিং ফোকাস সেটিং লক করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

আপনি আপনার ক্যামেরার লেন্স মাউন্টে থোরল্যাবস SM05NT ($ 6.58) SM05 লকিং রিং (ID 0.535 "-40, 0.75" OD) স্থায়ীভাবে সংযুক্ত করার কথা বিবেচনা করতে পারেন যাতে আপনি দ্রুত প্রভাবিত না হয়ে ক্যামেরার লেন্সের সামনে ম্যাক্রো বা টেলিফোটো কনভার্টার মাউন্ট করতে পারেন। এর মূল কার্যকারিতা।

সবশেষে, মনে রাখবেন যে একটি কেপলারিয়ান টেলিস্কোপ ছবিটি উল্টে দেয়, তাই আপনি আপনার ক্যামেরার স্ক্রিনে তাপীয় ছবিটি উল্টোদিকে দেখতে পাবেন। টেলিফটো কনভার্টার ইনস্টল করা ক্যামেরার দিকে ইঙ্গিত করে ছবির বিপরীত দিকে চলাচলের প্রয়োজন হয়।

ধাপ 14: কর্মক্ষমতা

আমি ফলাফলে খুব সন্তুষ্ট। পরিসংখ্যানগুলি ব্যবহার করা টেলিফোটো কনভার্টারের কিছু নমুনা চিত্র দেখায়। বাম ফলকগুলি সিক রিভেলপ্রো এর স্থির লেন্সের মাধ্যমে ধারণ করা চিত্রটি দেখায়। ডান ফলকগুলি scene 3.33 টেলিফোটো কনভার্টার ব্যবহার করে একই দৃশ্য দেখায়। টেলিফোটো কনভার্টার দ্বারা বাড়ানো অঞ্চলটি নির্দেশ করার জন্য আমি বাম ফলকের চিত্রগুলিতে একটি কমলা আয়তক্ষেত্র যুক্ত করেছি। আয়তক্ষেত্রের মাত্রা হল ইমেজ ফ্রেমের ১/33.33, যা দেখায় যে টেলিফোটো কনভার্টার দ্বারা অর্জিত বিবর্ধন প্রকৃতপক্ষে × 33.33।

অবশ্যই, Seek RevealPRO এবং টেলিফোটো কনভার্টারে ব্যবহৃত লেন্স সিস্টেমগুলি অত্যন্ত সহজ, তাই বিকৃতি এবং ভিগনেটিং আশা করা যায়। আমার বাড়ির পিছনের উঠোনের প্রতিবেশীদের এবং আকাশের একটি অংশের ছবিতে দেখানো হয়েছে, টেলিফোটো রূপান্তরকারীকে একটি বড় দূরত্বে ইমেজ বিষয়গুলিতে ব্যবহার করার সময় ভিগনেটিং সবচেয়ে স্পষ্ট। তা সত্ত্বেও, টেলিফোটো কনভার্টার ব্যবহার করে যেসব তথ্য বিনা সহায়তায় ক্যামেরা দিয়ে দেখা যায় না সেগুলি খুব স্পষ্ট।

ধাপ 15: সূত্র

এই নির্দেশনায় উল্লিখিত উপকরণগুলির জন্য নিম্নলিখিতগুলি হল:

• সন্ধান করুন - www.thermal.com
• Thorlabs - www.thorlabs.com
• এডমন্ড ইন্ডাস্ট্রিয়াল অপটিক্স - www.edmundoptics.com

দ্রষ্টব্য: আমি এই সংস্থাগুলির সাথে কোনওভাবেই সংযুক্ত নই।

আরও পড়া এবং পরীক্ষা

পদার্থবিজ্ঞান এবং অদেখা বিশ্বের ফটোগ্রাফির উপর আরো আকর্ষণীয় পরীক্ষা -নিরীক্ষার জন্য, দয়া করে আমার বইগুলি দেখুন (Amazon.com- এ আমার বইগুলির জন্য এখানে ক্লিক করুন) এবং আমার ওয়েবসাইটগুলিতে যান: www.diyPhysics.com এবং www. UVIRimaging.com।