Webカメラの改造

目的

  • Macで使える顕微鏡用USBカメラがあまりない。1つ持っているが、動画がとれない(Windows版ソフトでは可)。実際にはこれでもQuicktimeで画面キャプチャすれば動画にできなくないが、CPUへかなりな負担がかかる。そこでwebカメラを改造して顕微鏡用にしてみた。webカメラだとほとんどの場合、Quciktimeを使っての動画撮影ができる。主にはサンプルとビーム位置の確認などに使う。また、普段使っているソーラボの30 mmケージシステムに組み込めるようにする。

webカメラ

  • ELECOMのWEBカメラのUCAM-DLA200HBK (200万画素 1/4インチCMOSセンサ ガラスレンズ搭載)を使った。2千円もしない。このカメラ自体はMacでドライバーなしにQuicktimeを使って、動画を取り込むことができる。ガラスレンズのためか結構きれいに写る。焦点合わせは手動で、こちらの方が改造には都合がよい。また、マクロでも結構写るので、それ自体でも大人数授業などで使えそうだが、改造してしまう。もう一個買っておこう。

改造

  • 期待はしてなかったが、この製品はネジを外せば簡単に分解できる。分解した基板部分には水晶発振子らしき背の高い部品が飛び出ているが、CMOSセンサーがある側なので取付時に困る。この部品を半田ごてを使って外して、基板の反対側から半田付けした。基板には2個取り付け用の穴が開いているので、これを固定に利用した。M2ネジ用には少し穴が小さいのでダイヤモンドやすりで穴を広げた。これらの加工作業時には保護のためにCMOSセンサー面にテープを貼った。それから使用する時にどうしてもケーブルに力がかかるので、ケーブルの基板への半田付けはよくチェックして、またグルーガンでケーブルと基板を接着して、補強しておいた。実際に使う時はケーブルを安定なところに固定して、半田付け部分に力がかからないようにする。
  • ソーラボの手持ちのパーツの中で、レンズ用アダプターで外ネジがSM1で、内ネジがSM05のアダプター(厚目のもの)があったので、これにM2のネジ穴を2つあけた。ここにCMOSセンサー基板を自作スペーサー(基板用スペーサーを短く削ったもの)を介して取り付けた。これ自体を30 mmケージプレートにねじ込む。その状態が下の写真。手前にある背の高い部品はもともと裏面に付いていたものを移動している。これで30 mmケージシステムに組み込むことが可能となった。
    cmos-back.png
  • ケージプレートの反対側にCマウント/SM1の変換アダプターをねじ込むと、Cマウントアダプターの付いた三眼顕微鏡に接続しても使える。ただ現在はフランジバックに相当する距離をCマウントカメラと同じには出来てない。つまり、アイピースで覗いてフォーカスを合わせても、webカメラ側ではフォーカスはあってない。画像を見ながらフォーカスする必要がある。私の用途にはこれでいいが、Cマウントレンズなどを使う時は、フランジバックを調整する必要がある。下の写真はCMOSセンサー側から見た状態。センサーにある黒い丸は、撮影したカメラのレンズが映り込んだもの。
    cmos-front.png
  • 実際に顕微鏡に付けてみたところでは、まあそこそこの観察はできる。専用のCCDカメラと比べると、拡大率が大きくなりすぎる(センサーのサイズが小さいため)、自動感度調整がそれほど働かないので、顕微鏡側で照明の明るさを細かく調整する必要があった。
  • その後、ケーブルを引っ張りすぎたのか、基板のハンダ付け部分で電線が切れたので、半田付け。ハンダを取るのがかなり大変だったが、なんとか半田付けしなおした。ついでに以前予備で買っておいた方をバラして、水晶発信子を逆方向から付け直しておいた。ケーブルの半田付け部分の裏側が少しあやしいので、半田付けを直した。壊れた時にすぐに入れ替えられる。
  • さらにその後、グルーガンを手に入れたので、半田付けしたところにグルーガンで樹脂を溶かしたものを配線と端子部分につけて補強した。

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Last-modified: 2014-04-26 (土) 07:22:02 (1305d)