Guten Abend,
ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen. Ich bin auf der Suche nach einer
digitale Videokamera mit ordentlichem Objektiv, mit der ich auch im
Wellenlängenbereich von 850nm Aufnahmen machen kann.
Hintergrund: Ich beschäftige mich mit Optik bestehend aus IR Laserdiode,
Linse, beweglichem diffraktivem optischen Element (DOE) und Photodiode
und kann derzeit nur mittels speziellem Mikroskop mit vergleichsweise
teurer Mikroskopkamera die Strahlqualität sowie den Strahldurchmesser
aus der Laserdiode in der Bildebene, in der sich das DOE befindet,
beurteilen. Die Kamera lässt sich auch nicht ohne weiteres demontieren
und an anderer Stelle anordnen.
Wie sich die Strahlqualität im weiteren Verlauf verändert, wie groß der
Spot ist und wie das Licht auf der Photodiode auftrifft kann ich nur
anhand der Messsignale aus meinem Tranzimpedanzverstärker beurteilen.
Jedoch würde ich mir gern das auf der Photodiode auftreffende Licht live
anschauen und bewerten wollen.
Die meisten Kameras besitzen leider einen IR-Filter vor der Linse. Ich
habe mir behelfsmäßig mit einer billigen USB-Webcam geholfen, da ich das
darin befindlichen IR-Filter leicht entfernen konnte, jedoch ist deren
Auflösung bescheiden, die Bildwiederholrate sehr gering und das
aufgeschraubte Plastikobjektiv macht es zu einem Geduldsspiel das Bild
halbwegs scharf zu bekommen.
Könnt ihr mir eine gute, kommerziell erhältliche Videokamera,
vorzugsweise als USB-Gerät, empfehlen, mit der ich meine Aufnahmen
realisiert bekomme?
Wichtige Anforderung, mein Spot kann sehr kleine Durchmesser annehmen
(<40µm), daher sollten die Pixel möglichst klein (z.B. <3µm) sein, um
den Strahl noch einigermaßen vernünftig aufgelöst zu bekommen bzw. das
Objektiv eine Vergrößerung enthalten.
Ich würde mich über hilfreiche Tipps, vielleicht auch von Leuten die mit
selber Thematik (täglich) zu tun haben und eine gute Lösung empfehlen
können sehr freuen. Herzlichen Dank.
Hai!
Optikon schrieb:> Wichtige Anforderung, mein Spot kann sehr kleine> Durchmesser annehmen (<40µm), daher sollten die> Pixel möglichst klein (z.B. <3µm) sein, [...]
Wäre es nicht sinnvoller, ein vergrößerndes Objektiv
zu verwenden?
850nm ist ja fast noch sichtbar; ich würde mal im Umfeld
der Astronomie (--> Okulare) suchen. Rechenbeispiel:
Brennweite 10mm, Gegenstandsweite 11mm, Bildweite 110mm,
Vergrößerung 10fach.
Grusz,
Rainer
Rainer Ziegenbein schrieb:> Wäre es nicht sinnvoller, ein vergrößerndes Objektiv> zu verwenden?
Schrieb ich ja an dieser Stelle hier:
Optikon schrieb:> bzw. das> Objektiv eine Vergrößerung enthalten.
allerdings hat ein Objektiv die Eigenschaft das Strahlprofil zu
verändern, das ich ja gern beurteilen möchte oder?
Hai!
Optikon schrieb:> allerdings hat ein Objektiv die Eigenschaft das> Strahlprofil zu verändern, das ich ja gern beurteilen> möchte oder?
Ähh... jetzt verstehe ich gar nix mehr. Du schreibst
doch oben selbst [Hervorhebung von mir]:
>>> [billige USB-Webcam] jedoch ist deren Auflösung>>> bescheiden, die Bildwiederholrate sehr gering und>>> das aufgeschraubte Plastikobjektiv macht es zu einem>>> Geduldsspiel das Bild halbwegs scharf zu bekommen.
Dein Plastikobjektiv verändert doch auch das Strahlprofil?!
...
Viel schlimmer ist: Ich habe wieder einmal schneller
geschrieben, als ich denken kann - denn die ganze Sache
mit dem Objektiv funktioniert nicht so einfach.
Die Theorie der optischen Abbildung, von der ich bei
meinem Rechenbeispiel ausgegangen bin, basiert ja darauf,
dass jeder Gegenstandspunkt Ursprung einer (Halb)Kugelwelle
ist (wobei egal ist, ob der Gegenstand selbstleuchtet oder
einfallendes Licht nur remittiert).
Die Abbildungsoptik transformiert dieses objektseitige
Wellenfeld in ein bildseitiges, welches (im Idealfall)
in der Bildebene eine geometrisch ähnliche Abbildung
des Gegenstandes ergibt.
Die Voraussetzung ist bei Dir nicht erfüllt: Es gibt keine
Gegenstandspunkte (weil es keinen Gegenstand im eigentlichen
Sinne gibt), es gibt keine Kugelwellen, keine Wellenfelder
usw.
Es gibt ein Strahlenbündel mit einer bestimmten Richtung und
einer gewissen Intensitätsverteilung. Es ist egal, ob die
Optik vergrößert oder nicht - es funktioniert so oder so
nicht.
Mir bekannte Lösungsmöglichkeiten:
1) Fourier-Optik (nicht meine Gewichtsklasse --> keine Ahnung),
2) rotierende Mattscheibe
Grusz,
Rainer
Kammera geschichte:
frühere digital Kammeras hatten Cadnium Sensoren ,da diese optimal sind
für den Wellenbereich des Lichtes welches Menschen sehen.
Dieses wurde aus UMWELT gründen verboten genauso wie NiCd Akkus.
Seit dem nutzt man hauptsächlich Silizium sensoren.
diese haben ihre Hauptempfindlichkeit im IR Bereich un nur einen extrem
kleinen unempfindlichen bereich im Sichtbaren bereich.
Deswegen haben digitalKameras IR Sperrfilter vorm Sensor.
Tausche Sensor gegen analog Film der entwickelt wurde oder anderen
Filter, dann erhälts du eine wunderbare günstige IR Kamera.
gibt bei go..gle Anleitungen zum umbau einer D80, für Astronomie .
Bedenke das die meisten optiken auf sichtbares Licht abgestimmt sind
erfahrungen wie stark die abweichungen sind gibt es auf Kamera seiten
von astronomen.
Bestimmbar über MTF der Kamera ,Objektive.
da 850nm noch in der nähe des sichtbaren Bereiches liegen dürften die
Verzerungen zumindestens bei Festbrennweiten relativ gering seien.
Bb84 schrieb:> Den kamerachip ohne Optiken beleuchten entspricht doch> einer anbildung des Lichtstrahles.
Ja, natürlich. - Nur ist die Auflösung dann sehr schlecht,
weil das Strahlenbündel sehr dünn ist.
Deswegen die Idee mit einer vergrößernden Optik - aber die
funktioniert nicht so einfach. Das war ein Denkfehler.
@ Opticon,
meinst du eine USB Kamera?
Welche Auflösung?
Erste Idee wäre "Sander electronic".
Der hat einige kleine USB Kameras und auch Modelle die für nahes IR
geeignet sind.
Wahrscheinlich ist da nur der IR Filter vor dem Chip weggelassen.
Ich denke du wirst hier mit einer USB-Webcam nicht weiterkommen, da eine
Farbkamera einen IR-Sperrfilter benötigt, da sonst die Farben verfälscht
werden. Also wird genau das was du sehen willst herausgefiltert. Es gibt
aber z.B. für den RaspberryPi eine Kamera ohne IR-Filter. Die andere
Alternative wäre eine Industrie-Schwarz/Weiß-Kamera. Hier gibt es welche
die auch im NIR-Bereich empfindlich sind. Allerdings nicht zum Preis
einer USB-Webcam.
Gruß
Andreas
A. Zöller schrieb:> Ich denke du wirst hier mit einer USB-Webcam nicht weiterkommen, da eine> Farbkamera einen IR-Sperrfilter benötigt, da sonst die Farben verfälscht> werden. Also wird genau das was du sehen willst herausgefiltert. Es gibt> aber z.B. für den RaspberryPi eine Kamera ohne IR-Filter. Die andere> Alternative wäre eine Industrie-Schwarz/Weiß-Kamera. Hier gibt es welche> die auch im NIR-Bereich empfindlich sind. Allerdings nicht zum Preis> einer USB-Webcam.>> Gruß>> Andreas
Nach meiner Erfahrung haben Schwarz Weiss CCD Kameras ( Türspion
Platinenkameras ) generell keinen IR Sperrfilter drin.
Die habe ich immer zur Kontrolle von IR Fernbedienungen im Einsatz.
Es gibt dafür aber Objektive, die eine IR Sperre drin haben.
Eine überteuerte Industriekamera braucht man da nicht.
Anderer Tipp:
www.lechner-cctv.de
> Nach meiner Erfahrung haben Schwarz Weiss CCD Kameras ( Türspion> Platinenkameras ) generell keinen IR Sperrfilter drin.> Die habe ich immer zur Kontrolle von IR Fernbedienungen im Einsatz.
Auch eine unmodifizierte normale Farb-ccd-kamera bildet das IR einer
fernbedienung ab, erst kürzlich mit einem aktuellen Modell getestet.
Der Sperrfilter taugt nichts gegen direkte IR-"bestrahlung".
Vielleicht genügt es schon eine Filter gegen sichtbares Licht, der aber
IR durchlässt un die Kanera in richtung IR zu "pushen".
bspw. schwarze Plastiktüte wie:
http://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation Bildpaar in der Mitte
MfG,
Rainer Ziegenbein schrieb:> Dein Plastikobjektiv verändert doch auch das Strahlprofil?!
Richtig, das ist der aktuelle Stand um überhaupt halbwegs das Licht auf
der Photodiode sichtbar zu machen, damit bin ich allerdings sehr
unzufrieden.
Matthias Sch. schrieb:> Mintron z.B. hat auf IR optimierte CCDs in einigen ihrer Kameras:> http://www.mintron.com/
Werde ich mir anschauen.
tmomas schrieb:> Welche USB Webcam hast du denn ausprobiert, die eine zu schlechte> Auflösung hatte?
Irgendeine 0815-Webcam, Hersteller habe ich gerade nicht parat. Was
daran eben sehr nachteilig ist ist das billige Plastikobjektiv mit
Plastikgewinde, das sich nicht vernünftig einstellen lässt. Daher sollte
es am Objektiv etwas hochwertigeres werden.
Stefan M. schrieb:> meinst du eine USB Kamera?> Welche Auflösung?>> Erste Idee wäre "Sander electronic".> Der hat einige kleine USB Kameras und auch Modelle die für nahes IR> geeignet sind.> Wahrscheinlich ist da nur der IR Filter vor dem Chip weggelassen.
Schaue ich mir an, vielleicht ist etwas dabei.
A. Zöller schrieb:> Hier gibt es welche> die auch im NIR-Bereich empfindlich sind. Allerdings nicht zum Preis> einer USB-Webcam.
Ich suche nach einer adäquaten Lösung, die auch etwas kosten darf, die
billige Webcam mit entferntem IR-Filter war bisher eine Notlösung.
Jedoch sollte der Preis realistisch bleiben.
Stefan M. schrieb:> Anderer Tipp:> www.lechner-cctv.de
Werde ich mir auch anschauen, danke.
Zumindest die alten Canon IXUS konnten IR noch 'gut darstellen' ...
Schwarze Kohle im Grill wurde mit denen häufig violett.
Ob das bei den neueren immer noch so ist, weiß ich allerdings nicht.
Eine gute Macrooptik bekommt man bei denen auch. Auf 3µm/Pixel wirst Du
damit allerdings nicht kommen. Um auf die zu kommen, muss bei z.B. 2000
Pixel Bildbreite der Bildausschnitt nur 6mm breit sein.
Du benötigst also ein Objektiv, welches bei, sagen wir mal, 200mm
Brennweite (KB Äquivalent) auf eine Entfernung von 3cm scharf stellt ...
Das sieht nicht gut aus, vor allem bei Kompaktkameras.
Ansonsten ist die EOS 60Da ja etwas für Dich - die werben sogar damit:
> Speziell für die Astrofotografie entwickelt, ist die EOS 60Da besonders> empfindlich für Infrarotlicht – ein eigens dafür modifizierter> Tiefpassfilter befindet sich direkt vor dem 18 MP CMOS-Sensor der Kamera.
(ca. 1200€)
Dazu ein EF-S 60mm 1:2,8 Makro USM (ca. 400€) und Du bekommst in 20cm
einen Pixelabstand von ca. 4µm.
Sollten die 4µm nicht ausreichen, musst Du auf das Canon MP-E 65mm f/2.8
1-5x Macro Photo ausweichen - das liegt bei 1000€, dafür bekommt man
aber eine Auflösung von 0,8µm/Pixel!
Gruß
Jobst
Webcams sind weniger geeignet für deine Anwendung, das sind ja
Farbkameras und haben damit noch ein Farbfilter vor den Pixeln.
Also suche eher nach Schwarz/Weiss Kameras. Relativ günstige gibt es von
Basler (ace Serie), The Imaging Source (haben auch Boardkameras, also
ohne Gehäuse), Framos uvm. Die haben USB Ausführungen, aber auch GigE
ist ohne Framegrabber zu betreiben.
Dabei sind CCDs deutlich teurer als CMOS, gebrauchen kannst du aber
beide. Es gibt auch Kameras mit erhöhter Empfindlichkeit im NIR Bereich,
aber wenn du direkt auf den Sensor leuchtest brauchst du das nicht
unbedingt. Bei den genannten Herstellern kannst du die Datenblätter
herunterladen und da sind zB Kurven für die spektrale Empfindlichkeit
drin.
Hilfreich ist da auch das die Kameras C-Mount Anschlüsse haben und du
dafür ordentliche Optiken bekommst, auch IR korrigiert. Das kostet dann
aber schon wieder mehr.
Die genannten liefern üblicherweise nur an OEMs, aber das hört sich ja
nach Schulprojekt an und da bekommst du evtl. auch etwas. Und bei eBay
gibt es auch öfter Reste aus Industrieanwendungen.
Viel Erfolg und Frohe Weihnachten.
Jojo S. schrieb:> aber das hört sich ja> nach Schulprojekt an und da bekommst du evtl. auch etwas
Wie kommst du darauf das es ein Schulprojekt ist? Ist es nicht!
