2012年8月17日

webcam改裝成電子目鏡(3)

這篇紀錄會出現,得從週末參加的天文望遠鏡DIY說起。在那活動中,學到了新的作法之後,發現能夠改善先前作的電子目鏡的缺點,所以我就一口氣把之前作的都改掉了。

這個新的電子目鏡作法,不在需要目鏡,所以材料價格只有Webcam本身。目前市面上能買到最便宜堪用的,價錢只要125元,我給學生分組用的電子目鏡,就是那種的。

此外所需的材料還有塑膠水管、熱溶膠、螺絲起子、斜嘴鉗。

塑膠水管是到五金行買 4分的自來水管,內徑16mm,外徑22mm。然後外圈纏膠帶,纏到外徑變成23mm,透明膠帶大約纏繞6圈就可以了。

用膠帶來增加外徑,好處是膠帶有彈性可以微調,如果有報廢的顯微鏡目鏡,也可以拆下底下的套筒來用。

這個新款的電子目鏡,原理其實和第一款相同,就是讓物鏡產生的放大倒立實像直接落在Webcam的CCD上面。

要說明這個案例,可以用我在科博館聽顯微鏡的光學原理課程中學到一個方法,把顯微鏡的目鏡拆掉之後
 

然後把一張描圖紙擺在鏡筒上面,這樣就能夠把物鏡產生的放大實像投影在描圖紙上。而電子目鏡就是把這個放大實像投影在Webcam的CCD上。


我用的是這種最普通的平價webcam,125元而已,先把腳架拆掉,這是為了輕量化。


把他外殼拆掉,然後我要把旁邊的LED燈,用斜嘴鉗剪掉,這是為了將水管製的套筒平整黏在表面外殼上。


剪掉之後,再把外殼組回去
  

最後用熱溶膠把套筒黏上去就可以了,左邊用的是廢目鏡的套筒,所以尺寸剛好,右邊用的是水管作的套筒,加工程序也只有再捆上6圈膠帶而已。



到底這樣的電子目鏡三代,和前面二代或是直接用相機拍顯微鏡有什麼差別呢?以下拍攝的樣本是昆蟲腿,目標是腿上的紅色的鬼東西上,物鏡倍率都是4X,且標本位置沒有改變,僅略為轉動調節輪而已。

用數位相機拍攝可以拍到肉眼所見的全景。在沒有Zoom in的情況下,自然會看到外圈的黑色成像圈。二代的電子目鏡拍攝結果是下圖A,比數位相機拍的要放大一些,且同樣會有成像圈。而使用三代來拍攝的話,則是像下圖BCD。黑框內的三組是用不同廠牌的Webcam,放大倍率更大,且不會有成像圈。成像的表現果然跟價錢有關,羅技HD C310是最好的。


這款webcam果然是好物,除了改裝之後的外型,簡直像是專用的顯微鏡產品外,更棒的是我們可以用它的MJPEG格式來作很酷的應用。請見《電子目鏡的應用(3)-顯微影像的無線投影





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