25.08.14Teadusliku pildistamise maailmas on täpsus ja stabiilsus kõik. Olenemata sellest, kas teete aeglustatud mikroskoopiat, jäädvustate spektraalandmeid või mõõdate bioloogilistes proovides fluorestsentsi, on kaamera kinnitusviis sama oluline kui kaamera ise. Ebastabiilne või valesti joondatud seadistus võib põhjustada ebatäpseid tulemusi, aja raiskamist ja isegi seadmete kahjustusi.
See juhend tutvustab teile teaduskaamerate kinnituste põhitõdesid – mis need on, milliseid tüüpe tavaliselt kasutatakse, kuidas valida õiget ja millised on optimaalse jõudluse parimad tavad.
Mis on teaduskaamerate alused?
Kaamera alus on mehaaniline liides kaamera ja selle tugisüsteemi, näiteks statiivi, optilise laua, mikroskoobi või fikseeritud paigaldise vahel. Teaduslikes kontekstides peavad alused tegema enamat kui lihtsalt kaamerat hoidma – need peavad säilitama täpse joonduse, minimeerima vibratsiooni ja võimaldama peenhäälestust.
Erinevalt tarbekaupadele mõeldud fotoalustest on teaduslikud alused sageli modulaarsed ja loodud sujuvalt laborikeskkondade ja optiliste süsteemidega integreeruma. Need ühilduvad paljude pildistusseadmetega, sealhulgasteaduskaamerad,sCMOS-kaameradjaCMOS-kaamerad, mida kõiki kasutatakse rakendustes, mis nõuavad kõrge eraldusvõimega ja vähese müraga piltide jäädvustamist.
Teaduslikus pildistamises kasutatavad levinumad kaamerakinnituste tüübid
Teaduslike pildistamisseadmete seadistused on eri valdkondades väga erinevad, seega pole olemas ühte universaalset kinnitust. Siin on kõige sagedamini kasutatavad tüübid:
Statiivi- ja lauaalused
Statiivid on kaasaskantavad, reguleeritavad ja sobivad ideaalselt paindlikeks, ajutisteks paigaldusteks. Kuigi neid näeb sagedamini fotograafias, võivad peenhäälestatud reguleerimispeadega laboriklassi statiivid sobida vähem vibratsioonitundlikuks pildistamiseks, näiteks esialgsete proovide vaatlemiseks või koolituskeskkondades.
Parim:
●Hariduslaborid
● Väliuuringud
● Demode kiire seadistamine
Posti- ja varraskinnitused
Need on laborites ja optiliste töölaudade seadistustes põhilised seadmed. Postikinnitused võimaldavad vertikaalset ja horisontaalset reguleerimist tugivarraste, klambrite ja nihutusaluste abil. Nende modulaarsus muudab need ideaalseks integreerimiseks makettplaatide ja muude optiliste komponentidega.
Parim:
●Mikroskoobi külge kinnitatud kaamerad
●Reguleeritavad laboriseaded
●Täpse joondamist vajavad pildisüsteemid
Optilised rööpasüsteemid
Optilised siinid võimaldavad kaamerate ja optika lineaarset positsioneerimist suure täpsusega. Neid kasutatakse sageli laserkatsetes, spektroskoopias ja fotoonikas, kus täpsete vahemaade ja joonduse säilitamine on oluline.
Parim:
●Kiirjoone joondamine
● Kohandatud spektroskoopia seadistused
●Mitmekomponendilised pildisüsteemid
Seina-, lae- ja kohandatud kinnitused
Statsionaarsete paigalduste, näiteks tööstusliku kontrolli, puhasruumi jälgimise või keskkonna pildistamise jaoks pakuvad kohandatud kinnitused püsivat ja stabiilset positsioneerimist. Neid kinnitusi saab konstrueerida nii, et need vastaksid keskkonnapiirangutele, nagu temperatuur, vibratsioon või saastumine.
Parim:
● Masinnägemissüsteemid
● Puhasruum ja tehasekeskkond
●Pidev aegvõtte või turvaseire
Kuidas valida õige kaamerakinnitus
Sobiva kaamerakinnituse valimine on oluline täpse joonduse, stabiilse pildistamise ja anduri täieliku kasutamise tagamiseks. Teie valikut peaksid suunama kaamera tüüp, optiline süsteem, keskkonnatingimused ja konkreetne pildistamisrakendus.
Kaamera ja optilise ühilduvuse
Alus on liides teie teaduskaamera ja ülejäänud optilise süsteemi vahel – olgu selleks siis mikroskoop, läätsesüsteem või rööpakomplekt. See pole ainult mehaaniline kinnituspunkt; see mängib rolli optilise joonduse säilitamisel ja anduripinna efektiivse kasutamise määramisel.
Paljud tänapäevased teaduskaamerad pakuvad mitut kinnitusvõimalust, näiteks C-kinnitus, T-kinnitus või F-kinnitus, mis valitakse ühendatud seadme põhjal. See modulaarsus võimaldab paindlikkust erinevate optiliste instrumentidega integreerimisel. Vanemad mikroskoobid ja pärandoptilised komponendid võivad aga pakkuda ainult ühte kinnitustüüpi, tavaliselt C-kinnitust, mis võib piirata ühilduvust ja vajada adaptereid.
Joonis: Kaamera kinnitused
ÜlemineC-kinnitusega teaduskaamera (Dhyana 400BSI V3 sCMOS-kaamera)
AlumineF-kinnitusega teaduskaamera (Dhyana 2100)
Lisaks on oluline mõista, et erinevatel kinnitusvõimalustel on erinev maksimaalne toetatud vaateväli. Mõnel juhul ei pruugi kinnitus või optiline süsteem valgustada kogu sensorit, isegi kui teie CMOS-kaameral või sCMOS-kaameral on suur pildiala. See võib põhjustada vinjeteerimist või eraldusvõime kadu, eriti laiformaat- või ...suureformaadiline kaameraandurid. Anduri täieliku katvuse tagamine on pildikvaliteedi maksimeerimiseks ülioluline.
Tabel: Levinumad teaduskaamerate kinnitused, maksimaalne suurus ja plussid/miinused
Mikroskoobid ja kohandatud optika
Mikroskoopias on kinnituste ühilduvus väga erinev. Kaasaegsetel uurimismikroskoopidel on sageli modulaarsed pordid, mis aktsepteerivad erinevaid kaamerakinnitusi. See võimaldab teil valida kinnituse, mis sobib teie kaamera liidesega. Kohandatud optika või vanemate mikroskoopidega töötamisel võib fikseeritud kinnituse tüüp aga dikteerida, milliseid kaameraid saab kasutada või kas on vaja adapterit.
Adapterid võivad olla kasulikud, eriti tarbijaklassi objektiivi kinnitamisel teadusliku pildisüsteemi külge. Kuid olge ettevaatlik: adapterid võivad muuta ääriku fookuskaugust (kaugust objektiivist sensorini), mis võib pilti moonutada või teravustamistäpsust mõjutada.
Kujutiserakenduse nõuded
Ideaalne kinnitus sõltub ka sellest, mida te jäädvustate:
●Mikroskoopiline pildistamine nõuab suurt täpsust ja stabiilsust, sageli on vaja peent XYZ-nihet fookuste virnastamiseks või aegvõtte tegemiseks.
● Masinnägemissüsteemid vajavad vastupidavaid ja fikseeritud kinnitusi, mis säilitavad joonduse pikema tööperioodi jooksul.
● Astronoomiliste või pika säriajaga pildistamiste jaoks võib vaja minna motoriseeritud või ekvatoriaalseid aluseid, mis jälgivad objekte ajas.
Kinnituse valikul on oluline mõista oma rakenduse liikumise, eraldusvõime ja keskkonnatundlikkust.
Vibratsioon ja stabiilsus
Eriti suure eraldusvõimega või pika säriajaga pildistamisel võivad isegi väikesed vibratsioonid pildikvaliteeti halvendada. Otsige vibratsiooni isoleerivate funktsioonidega aluseid, näiteks kummist amortisaatoreid, graniidist aluseid või pneumaatilisi isolaatoreid. Lauasüsteemide puhul on tungivalt soovitatav kasutada summutuskihtidega optilisi laudu.
Samuti arvestage kaamera kaalu ja soojuseraldusega. Raskemad kaamerad, näiteksHDMI-kaameradsisseehitatud jahutusega, võib positsioonitäpsuse säilitamiseks vaja minna tugevdatud kinnitussüsteeme.
Keskkonnakaalutlused
Kas teie süsteemi kasutatakse puhasruumis, temperatuuriga kontrollitud laboris või välitingimustes?
● Puhasruumi seadmete puhul on saastumise vältimiseks vaja kasutada selliseid materjale nagu roostevaba teras või anodeeritud alumiinium.
● Välitöödeks on vaja kaasaskantavaid, vastupidavaid ja vibratsiooni- ning keskkonnamuutuskindlaid kinnitusvahendeid.
● Täppispaigalduse tagamiseks veenduge, et kinnitus oleks termilise paisumise suhtes vastupidav, kuna see võib aja jooksul joondust veidi nihutada.
Teaduskaamerate paigaldamise parimad tavad
Kui olete õige kinnituse valinud, järgige optimaalse jõudluse tagamiseks järgmisi parimaid tavasid:
● Kinnitage kõik liigendid ja liidesed: lõdvad kruvid või kronsteinid võivad põhjustada vibratsiooni või joondushäireid.
●Kasutage kaabli tõmbetõkist: vältige kaablite riputamist, mis võivad kaamerat sikutada või selle asendit muuta.
● Joondage optiline tee: veenduge, et kaamera oleks objektiivi või optilise telje suhtes tsentreeritud ja tasane.
● Luba termiline stabiliseerimine: kui temperatuurimuutused võivad optilist jõudlust mõjutada, laske süsteemil soojeneda.
● Kontrollige perioodiliselt: aja jooksul võib vibratsioon või käsitsemine teie seadistust nihutada. Regulaarsed kontrollid aitavad vältida märkamatut pildi triivi.
Populaarsed kaamerakinnitustarvikud
Õiged lisatarvikud võivad teie seadistust märkimisväärselt täiustada. Siin on mõned teaduskeskkondades sageli kasutatavad:
● Kinnitusadapterid: Teisendage C-kinnituse, T-kinnituse või kohandatud keermesuuruste vahel.
●Pressplaadid ja optilised lauad: pakuvad stabiilseid ja vibratsioonisummutusega platvorme tervetele süsteemidele.
●XYZ-telje teisendusastmed: võimaldavad kaamera positsioneerimise täpset juhtimist.
● Objektiivituubid ja pikendusrõngad: reguleerige töökaugusi või paigaldage filtreid ja katikuid.
● Vibratsiooniisolaatorid: pneumaatilised või mehaanilised süsteemid mehaanilise müra vähendamiseks tundlikes seadmetes.
Need komponendid on eriti kasulikud SCMOS-kaameraga töötamisel, mis jäädvustab kiireid või hämaras toimuvaid sündmusi, mis nõuavad täpset juhtimist ja minimaalset liikumist.
Soovitatavad kinnituslahendused konkreetseteks kasutusjuhtudeks
Teie vajaduste täpsemaks rahuldamiseks on siin mõned näidisseadistused:
Mikroskoopiline pildistamine
Kasutage XYZ-teljele kinnitatud posti- või rööpakinnitust. Optimaalse stabiilsuse tagamiseks kombineerige objektiiviadapterite ja vibratsiooniisolatsioonijalgadega.
Astronoomia või astrofotograafia
Pikkade säriaegade jaoks on oluline jälgimisvõimalusega mootoriga ekvatoriaalne kinnitus. Suuremate pildisüsteemide puhul võib vaja minna täiendavaid vastukaalusid.
Tööstuslik kontroll
Seinale või lakke kinnitatavad reguleeritavate ühendustega kronsteinid võimaldavad ühtlast joondamist. Mehaaniliste häirete vältimiseks kasutage kaablihaldussüsteeme.
Spektroskoopia ja fotoonika
Rööpad ja puurisüsteemid tagavad komponentide täpse positsioneerimise. Ajastatud katsete jaoks saab neid kombineerida isolaatorite ja mehaaniliste katikega.
Kokkuvõte
Teadusliku pildistamise seadistuse jaoks õige kaameraaluse valimine ei ole ainult mugavuse küsimus – see on oluline täpsuse, korduvuse ja pildikvaliteedi jaoks. Alus määrab, kas teie kaamera suudab säilitada nõutavat asendit nõudlikes katsetingimustes.
Olenemata sellest, kas kasutate teaduskaamerat kõrgresolutsiooniga mikroskoopia jaoks, sCMOS-kaamerat hämaras valguses fluorestsentskujutiste tegemiseks või CMOS-kaamerat kiireks jäädvustamiseks, mängib teie kinnituslahendus olulist rolli.
Avastage meie kinnituste, adapterite ja lisatarvikute valikut, et luua just teie vajadustele vastav süsteem. Usaldusväärne jõudlus algab kindlast vundamendist – sõna otseses mõttes.
KKK
Mis vahe on C-, T- ja F-kinnitusel?
C-kinnitus kasutab 1-tollist keermestatud liidest ja seda leidub tavaliselt vanemates mikroskoopides ja kompaktsetes seadmetes.
T-kinnitusel on laiem 42 mm keere ja see toetab suuremaid andureid minimaalse optilise moonutusega.
F-kinnitus on bajonetttüüpi ühenduspesa, mis on mõeldud 35 mm objektiividele ja pakub kiiret kinnitamist, kuid täpse joondamise ajal võib see põhjustada mehaanilist "lõtku".
Lisateabe saamiseks vaadake meie artiklis olevat kinnituste tüüpide võrdlustabelit.
Miks mu kaamera ei kasuta kogu sensori ala ära?
Mõnel kinnitusel või optilisel süsteemil on piiratud vaateväli. Isegi kui teie kaameral on suur sensor (nt CMOS- või sCMOS-kaameras), ei pruugi kinnitatud objektiiv või mikroskoop seda täielikult valgustada, mis võib põhjustada vinjeteerimist või kasutamata piksleid. Valige oma sensori suurusele vastav kinnitus ja optiline süsteem.
Kuidas vähendada vibratsiooni kõrgresolutsioonilise seadistuse korral?
Kasutage vibratsiooniisolatsiooni tarvikuid, näiteks kummist amortisaatoreid, pneumaatilisi isolatsioonilaudu või graniidist aluseid. Kinnitused peaksid olema jäigad ja kõik komponendid kindlalt kinnitatud. Joonduse säilitamiseks aitavad kaasa ka kaabli pingetõkis ja termiline stabiliseerimine.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Kõik õigused kaitstud. Tsiteerides palun viidata allikale:www.tucsen.com
