第三章 研究設備與方法
3.3 手持式裝置硬體設計
3.3.1 手持式硬體設計
多光譜影像的實行上最重要的部分為多光譜影像之間的對位關係,所以必須 確保濾鏡跟微型相機彼此之間的相對位置保持不變,第一代的設計硬體為了讓相 機彼此之間的距離能越小越好,如此一來相機之間所拍攝到的重疊畫面才會越大,
考量到手持式裝置的體積大小,我們一開始設計其固定架為一體成形,如圖 3-17 所示。
圖 3-17 第一代相機跟濾鏡固定架
為了確保相機跟濾鏡不會因為外在因素在實驗過程中發生位置變動的狀況,
在固定架四周設有內六角螺絲可以協助鎖住濾鏡跟相機位置。為了讓拍攝時每次 的條件一致,軟體跟硬體方面的相對位置上的濾鏡波段都會採用一致性的擺放方 式,裝設濾鏡跟相機的示意圖如圖 3-18。
圖 3-18 相機與濾鏡固定架固定方式
第一代相機濾鏡固定架經過幾次拍攝後發覺由於整個實驗需要拍攝未加濾鏡 的對位參考圖片,此時濾鏡跟相機的固定座為一體成形,反而在實驗時變得很不方 便。考慮到多光譜需要校正位置的問題。我們將相機固定架做了部分修正,將兩個 部分分開來,但也因為拆成兩部分,體積有比原本得稍大。
第二代相機濾鏡固定架的設計可以快速的將四個濾鏡跟相機一起分開,相機
對相機的一些擠壓問題,第二代的實際硬體圖如圖 3-19 所示,扣除固定相機跟濾 鏡的本體之外,中間使用四根金屬柱將兩個本體固定,如此當我們需要將濾鏡卸下 來拍攝對位參考圖時,可以快速將四個濾鏡卸除下來,也比較不會有碰到濾鏡產生 指紋的問題。
圖 3-19 第二代相機固定架
手持式裝置的設計,第一代設計的理念為先能夠將以上相機濾鏡固定架以及 3.2.5 所提及的使用器材完全置入手持式裝置中,並且同時能夠將螢幕顯示在機體 之上,燈光電源的設置採用跟主電路分開的模式,如此一來在進行觀測發病程度或 是調整程式設定時,才不會過度耗費電力,其手持式裝置尺寸跟系統配置架構如圖 3-20 所示。目前第二組跟第三組實驗皆為使用此手持式裝置進行拍攝,手持式實 體裝置為利用 3D 印表機進行列印所架設而成的,其 3D 列印的製程方式表示如表 3-4 所示,選用黑色的原因為避免多餘的光線反射問題,圖 3-21 為 3D 列印的實體 圖,以及實際拍攝時的畫面。
表 3-4 3D 列印裝置製程方式
製程 材質 顏色 層厚
FDM ABS 黑 0.15 mm
(a) (b)
圖 3-20 手持式裝置尺寸與配置圖
(a) 手持式尺寸對照圖 (b) 手持式系統配置圖
(a) (b)
圖 3-21 手持式拍攝實體
(a) 手持式實體整體外觀 (b) 手持式實體拍攝運作狀況