2014-08-25Mokslinio vaizdavimo pasaulyje tikslumas ir stabilumas yra viskas. Nesvarbu, ar atliekate pagreitinto veikimo mikroskopiją, fiksuojate spektrinius duomenis, ar matuojate fluorescenciją biologiniuose mėginiuose, kameros tvirtinimo būdas yra toks pat svarbus kaip ir pati kamera. Dėl nestabilios ar netinkamai suderintos konfigūracijos gali gauti netikslius rezultatus, sugaišti laiko ir netgi sugesti įranga.
Šiame vadove rasite esminius mokslinių kamerų laikiklių aspektus – kas jie yra, kokie tipai dažniausiai naudojami, kaip išsirinkti tinkamą ir geriausius būdus optimaliam veikimui užtikrinti.
Kas yra mokslinių kamerų laikikliai?
Kameros laikiklis yra mechaninė sąsaja tarp kameros ir jos atramos sistemos, pvz., trikojo, optinio stalo, mikroskopo ar stacionarios instaliacijos. Moksliniuose kontekstuose laikikliai turi atlikti daugiau funkcijų nei tik laikyti kamerą – jie turi išlaikyti tikslų sulygiavimą, sumažinti vibraciją ir leisti atlikti tikslius reguliavimus.
Skirtingai nuo plataus vartojimo fotografijos laikiklių, moksliniai laikikliai dažnai yra moduliniai ir sukurti taip, kad sklandžiai integruotųsi į laboratorijos aplinką ir optines sistemas. Jie suderinami su įvairiais vaizdo gavimo įrenginiais, įskaitantmokslinės kameros,sCMOS kamerosirCMOS kameros, kurie visi naudojami programose, kurioms reikalingas didelės raiškos, mažai triukšmo sukeliančių vaizdų fiksavimas.
Įprasti moksliniuose vaizduose naudojamų kamerų laikiklių tipai
Mokslinio vaizdavimo įranga labai skiriasi įvairiose disciplinose, todėl nėra vieno universalaus laikiklio. Štai dažniausiai naudojami tipai:
Trikojų ir stalinių stovai
Trikojai yra nešiojami, reguliuojami ir idealiai tinka lanksčioms, laikinoms konfigūracijoms. Nors dažniau naudojami fotografijoje, laboratorinės klasės trikojai su tiksliai sureguliuotomis reguliavimo galvutėmis gali būti tinkami mažiau vibracijai jautriems vaizdams, pavyzdžiui, preliminariam mėginių stebėjimui ar mokymo aplinkai.
Geriausiai tinka:
● Edukacinės laboratorijos
●Lauko tyrimai
●Greitas demonstracinių versijų nustatymas
Stulpų ir strypų laikikliai
Tai yra esminiai laboratorijų ir optinių stalų įrenginiai. Stulpiniai laikikliai leidžia reguliuoti vertikaliai ir horizontaliai naudojant atraminius strypus, spaustukus ir perkėlimo stalus. Dėl savo moduliškumo jie idealiai tinka integravimui su maketavimo plokštėmis ir kitais optiniais komponentais.
Geriausiai tinka:
● Ant mikroskopo montuojamos kameros
●Reguliuojami laboratoriniai nustatymai
● Vaizdavimo sistemos, kurioms reikalingas tikslus suderinimas
Optinės bėgių sistemos
Optiniai bėgeliai leidžia tiksliai ir tiesiškai pozicionuoti kameras ir optiką. Jie dažnai naudojami lazeriniuose eksperimentuose, spektroskopijoje ir fotonikoje, kur labai svarbu išlaikyti tikslius atstumus ir lygiavimą.
Geriausiai tinka:
●Spindulio linijos lygiavimas
●Individualūs spektroskopijos nustatymai
●Daugiakomponentės vaizdo gavimo sistemos
Sienų, lubų ir nestandartiniai laikikliai
Stacionariems įrenginiams, tokiems kaip pramoninė apžiūra, švarių patalpų stebėjimas ar aplinkos vaizdavimas, pritaikyti laikikliai užtikrina nuolatinę, stabilią padėtį. Šie laikikliai gali būti suprojektuoti taip, kad atitiktų aplinkos apribojimus, tokius kaip temperatūra, vibracija ar užterštumas.
Geriausiai tinka:
● Mašininio matymo sistemos
●Švarios patalpos ir gamyklos aplinka
● Nuolatinis laiko intervalo filmavimas arba saugumo stebėjimas
Kaip išsirinkti tinkamą kameros laikiklį
Tinkamo kameros laikiklio pasirinkimas yra labai svarbus norint užtikrinti tikslų suderinimą, stabilų vaizdą ir visapusišką jutiklio panaudojimą. Jūsų pasirinkimas turėtų priklausyti nuo kameros tipo, optinės sistemos, aplinkos sąlygų ir konkrečios vaizdavimo paskirties.
Kameros ir optinio suderinamumo
Laikiklis yra sąsaja tarp mokslinės kameros ir likusios optinės sistemos – nesvarbu, ar tai mikroskopas, lęšių sistema, ar bėgelių mazgas. Tai ne tik mechaninis tvirtinimo taškas; jis atlieka svarbų vaidmenį palaikant optinį suderinimą ir nustatant, kiek jutiklio ploto galima efektyviai panaudoti.
Daugelyje šiuolaikinių mokslinių kamerų siūlomi keli tvirtinimo variantai, pavyzdžiui, C tipo, T tipo arba F tipo, kurie parenkami atsižvelgiant į prijungtą įrenginį. Šis modulinis principas suteikia lankstumo integruojant su įvairiais optiniais prietaisais. Tačiau senesni mikroskopai ir kiti optiniai komponentai gali pasiūlyti tik vieno tipo tvirtinimo detales, paprastai C tipo, o tai gali apriboti suderinamumą ir gali prireikti adapterių.
Paveikslėlis: Kamerų laikikliai
ViršujeMokslinis fotoaparatas su C tipo tvirtinimu (Dhyana 400BSI V3 sCMOS kamera)
ApačiaMokslinis fotoaparatas su F tipo tvirtinimu (Dhyana 2100)
Be to, svarbu suprasti, kad skirtingi tvirtinimo variantai turi skirtingus maksimalius palaikomus matymo laukus. Kai kuriais atvejais laikiklis arba optinė sistema gali neapšviesti viso jutiklio, net jei jūsų CMOS arba sCMOS kamera turi didelį vaizdo plotą. Dėl to gali atsirasti vinjetavimas arba prarasti skiriamąją gebą, ypač naudojant plataus formato arbadidelio formato kamerajutikliai. Visiškas jutiklio aprėpties užtikrinimas yra labai svarbus norint maksimaliai padidinti vaizdo kokybę.
Lentelė: Įprasti mokslinių kamerų laikikliai, maksimalus dydis ir privalumai / trūkumai
Mikroskopai ir individualizuotos optikos
Mikroskopijoje tvirtinimo suderinamumas labai skiriasi. Šiuolaikiniai tyrimų mikroskopai dažnai turi modulinius prievadus, kurie priima įvairius kamerų tvirtinimus. Tai leidžia pasirinkti laikiklį, atitinkantį jūsų kameros sąsają. Tačiau dirbant su nestandartine optika arba senesniais mikroskopais, fiksuoto tvirtinimo tipas gali nulemti, kurias kameras galima naudoti arba ar reikalingas adapteris.
Adapteriai gali būti naudingi, ypač bandant prie mokslinio vaizdo gavimo sistemos pritvirtinti vartotojams skirtą objektyvą. Tačiau būkite atsargūs: adapteriai gali pakeisti židinio nuotolį nuo flanšo (atstumą nuo objektyvo iki jutiklio), o tai gali iškreipti vaizdą arba paveikti fokusavimo tikslumą.
Vaizdavimo programų reikalavimai
Idealus laikiklis taip pat priklauso nuo to, ką fotografuojate:
● Mikroskopinis vaizdavimas reikalauja didelio tikslumo ir stabilumo, dažnai atliekant tikslų XYZ poslinkį židinio sujungimui arba pagreitintam fotografavimui.
● Mašininio matymo sistemoms reikalingi tvirti, fiksuoti laikikliai, kurie išlaiko lygiavimą ilgo veikimo metu.
● Astronominiams arba ilgo išlaikymo vaizdams gali prireikti motorizuotų arba pusiaujo laikiklių, kurie laikui bėgant seka objektus.
Renkantis laikiklį, svarbu suprasti, kaip jis reaguoja į judesį, skiriamąją gebą ir aplinkos jautrumą.
Vibracija ir stabilumas
Ypač didelės skiriamosios gebos arba ilgo išlaikymo vaizdams net ir nedidelė vibracija gali pabloginti vaizdo kokybę. Ieškokite laikiklių su vibraciją izoliuojančiomis funkcijomis, pavyzdžiui, guminiais slopintuvais, granito pagrindais arba pneumatiniais izoliatoriais. Stalinėms sistemoms labai rekomenduojami optiniai stalai su slopinimo sluoksniais.
Taip pat atsižvelkite į kameros svorį ir šilumos išsklaidymą. Sunkesnių kamerų, pvz.,HDMI kamerossu integruotu aušinimu, gali prireikti sustiprintų tvirtinimo sistemų, kad būtų išlaikytas padėties tikslumas.
Aplinkosaugos aspektai
Ar jūsų sistema bus naudojama švarioje patalpoje, temperatūros kontroliuojamoje laboratorijoje ar lauke?
● Švarių patalpų įrengimui reikalingos tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas arba anoduotas aliuminis, kad būtų išvengta užteršimo.
● Lauko darbams reikalingi nešiojami, tvirti laikikliai, atsparūs vibracijai ir aplinkos pokyčiams.
● Tiksliems nustatymams užtikrinti, kad laikiklis būtų atsparus šiluminiam plėtimuisi, kuris laikui bėgant gali nežymiai pakeisti išlygiavimą.
Geriausia mokslinių kamerų tvirtinimo praktika
Pasirinkę tinkamą tvirtinimo elementą, laikykitės šių geriausių praktikų, kad užtikrintumėte optimalų našumą:
● Pritvirtinkite visas jungtis ir sąsajas: atsilaisvinę varžtai arba laikikliai gali sukelti vibraciją arba nesutapimus.
● Naudokite kabelio įtempimo mažinimo įtaisą: venkite kabinti kabelius, kurie gali tempti kamerą arba pakeisti jos padėtį.
● Sulygiuokite optinį kelią: Įsitikinkite, kad jūsų kamera yra centruota ir lygi objektyvo arba optinės ašies atžvilgiu.
● Leiskite terminį stabilumą: leiskite sistemai sušilti, jei temperatūros pokyčiai gali turėti įtakos optiniam našumui.
● Reguliariai tikrinkite: laikui bėgant vibracija ar elgesys gali pakeisti jūsų nustatymus. Įprasti patikrinimai gali padėti išvengti nepastebimo vaizdo poslinkio.
Populiarūs kamerų tvirtinimo priedai
Tinkami priedai gali gerokai pagerinti jūsų įrangą. Štai keletas dažniausiai naudojamų mokslinėje aplinkoje:
● Tvirtinimo adapteriai: konvertuokite tarp C tipo, T tipo arba pasirinktinių sriegio dydžių.
● Maketavimo plokštės ir optiniai stalai: suteikia stabilias, vibraciją slopinančias platformas visoms sistemoms.
●XYZ perkėlimo etapai: leidžia tiksliai valdyti kameros padėtį.
● Objektyvo vamzdeliai ir prailginimo žiedai: reguliuokite darbinius atstumus arba įdėkite filtrus ir užraktus.
●Vibracijos izoliatoriai: pneumatinės arba mechaninės sistemos, skirtos sumažinti mechaninį triukšmą jautriose sistemose.
Šie komponentai yra ypač naudingi dirbant su SCMOS kamera, kuri fiksuoja didelės spartos arba prasto apšvietimo įvykius, kuriems reikalingas tikslus valdymas ir minimalus judesys.
Rekomenduojami tvirtinimo sprendimai konkretiems naudojimo atvejams
Kad geriau atitiktų jūsų poreikius, pateikiame keletą pavyzdžių:
Mikroskopinis vaizdavimas
Naudokite prie XYZ perkėlimo staliuko pritvirtintą stulpelio arba bėgelio laikiklį. Optimaliam stabilumui derinkite objektyvo adapterius ir vibraciją izoliuojančias kojeles.
Astronomija arba astrofotografija
Ilgoms ekspozicijoms būtinas motorizuotas ekvatorinis laikiklis su sekimo funkcija. Didesnėms vaizdo gavimo sistemoms gali prireikti papildomų atsvarų.
Pramoninė inspekcija
Prie sienos arba lubų tvirtinami laikikliai su reguliuojamomis jungtimis užtikrina nuoseklų išlygiavimą. Derinkite su laidų valdymo sistemomis, kad išvengtumėte mechaninių trukdžių.
Spektroskopija ir fotonika
Bėgeliai ir narvų sistemos užtikrina tikslų komponentų išdėstymą. Derinkite su izoliatoriais ir mechaninėmis sklendėmis, kad atliktumėte eksperimentus su laiko apribojimais.
Išvada
Tinkamo kameros laikiklio pasirinkimas moksliniam vaizdavimui yra ne tik patogumo klausimas – tai būtina tikslumui, pakartojamumui ir vaizdo kokybei. Laikiklis lemia, ar jūsų kamera gali išlaikyti reikiamą padėtį sudėtingomis eksperimentinėmis sąlygomis.
Nesvarbu, ar naudojate mokslinę kamerą didelės skiriamosios gebos mikroskopijai, sCMOS kamerą fluorescenciniam vaizdavimui esant silpnam apšvietimui, ar CMOS kamerą didelės spartos fiksavimui, jūsų tvirtinimo sprendimas atlieka esminį vaidmenį.
Peržiūrėkite mūsų laikiklių, adapterių ir priedų asortimentą, kad sukurtumėte savo poreikius atitinkančią sistemą. Patikimas veikimas prasideda nuo tvirto pagrindo – tiesiogine prasme.
DUK
Kuo skiriasi C, T ir F tipo tvirtinimai?
C tipo jungtis naudoja 1 colio srieginę sąsają ir dažniausiai randama senesniuose mikroskopuose ir kompaktiškose sistemose.
T formos jungtis turi platesnį 42 mm sriegį ir palaiko didesnius jutiklius su minimaliu optiniu iškraipymu.
F tipo jungtis yra bajoneto tipo jungtis, skirta 35 mm objektyvams ir užtikrinanti greitą tvirtinimą, tačiau tikslaus lygiavimo metu gali atsirasti mechaninis „laisvumas“.
Daugiau informacijos rasite mūsų laikiklių tipų palyginimo lentelėje, pateiktoje straipsnyje.
Kodėl mano kamera nenaudoja viso jutiklio ploto?
Kai kurių laikiklių ar optinių sistemų matymo laukas yra ribotas. Net jei jūsų fotoaparatas turi didelį jutiklį (pvz., CMOS arba sCMOS fotoaparate), pritvirtintas objektyvas ar mikroskopas gali jo nevisiškai apšviesti, todėl gali atsirasti vinjetavimas arba nenaudojami pikseliai. Pasirinkite laikiklį ir optinę sistemą, atitinkančią jūsų jutiklio dydį.
Kaip sumažinti vibraciją didelės raiškos sistemoje?
Naudokite vibracijos izoliacijos priedus, tokius kaip guminiai slopintuvai, pneumatiniai izoliaciniai stalai arba granito pagrindai. Tvirtinimo elementai turi būti standūs, o visi komponentai turi būti tvirtai pritvirtinti. Kabelio įtempimo mažinimas ir terminis stabilizavimas taip pat padeda išlaikyti lygiavimą.
„Tucsen Photonics Co., Ltd.“ Visos teisės saugomos. Cituojant prašome nurodyti šaltinį:www.tucsen.com
