Mit einem Laser ein Bayer-Array wegsprengen

Mit einem Bayer-Array oder Bayer-Filter kann eine Digitalkamera Farbfotos aufnehmen. Dabei handelt es sich um eine Reihe winziger Farbfilter, die auf dem CCD einer Kamera angebracht sind. Der Filter sorgt dafür, dass jedes Subpixel im Bildsensor nur rotes, grünes oder blaues Licht sieht. Der Bayer-Filter ist ein elegantes Werkzeug, das uns digitale Farbfotos liefert, aber was würden Sie tun, wenn Sie eines entfernen möchten?

[Les Wright] hat eine Möglichkeit entwickelt, den Bayer-Filter aus der Raspberry Pi-Kamera zu entfernen. Bayer-Filter filtern nicht nur rotes, grünes und blaues Licht für ihre jeweiligen Sensoren, sondern reduzieren auch die Menge an UV- und IR-Licht, die zum CCD-Sensor gelangt, erheblich. [Les] verwendet die Raspberry Pi-Kamera in seinem Pi-basierten Spektrometer und möchte den Bayer-Filter entfernen, um seine Empfindlichkeit zu verbessern und zu erweitern.

Natürlich ist [Les] nicht der Erste, der dies tun möchte. Einigen ist es gelungen, den Filter physisch vom CCD abzukratzen, aber da die Pi-Kamera über wichtige Schaltkreise an der Außenseite des Sensors verfügt, würde ein Abkratzen des Filters wahrscheinlich die Schaltkreise zerstören. Andere haben es mit chemischen Mitteln entfernt, also hat [Les] es versucht und nicht wenige Kameras zerstört, als er versuchte, den Filter mit Lösungsmitteln wie DMSO, Bremsflüssigkeit und industriellem Abbeizmittel zu entfernen.

Inspiriert von in der Industrie verwendeten Techniken versuchte [Les] schließlich, den Filter mit einem Stickstofflaser mit mehreren kW abzubrennen (was angesichts seiner Erfahrung mit Lasern angemessen erscheint). Er baute ein Gerät, das den Laser rasterartig über den Sensor scannt und dabei Schrittmotoren verwendet, um Mikrometerbasen anzutreiben. Zur Überwachung des Fortschritts wurde ein USB-Mikroskop mitgeliefert, und Sie können eine Veränderung im Erscheinungsbild des Sensors erkennen, wenn der Filter entfernt wird.

Nachdem er den Bayer-Filter abgesprengt hatte, schloss [Les] seine verbesserte Kamera an sein selbstgebautes Spektrometer an und richtete sie nach draußen. Die neue Kamera verleiht dem Spektrometer eine wesentlich gleichmäßigere Empfindlichkeit und ermöglicht [Les], weiter in die IR- und UV-Bänder zu sehen. Das Spektrometer kann sogar die Fraunhofer-Linien erkennen – subtile Einbrüche im Sonnenspektrum, die durch Absorption durch Moleküle in der Atmosphäre entstehen.

Das ist unglaublich für ein DIY-Setup und -Instrument, und wir können es kaum erwarten zu sehen, was [Les] als nächstes tut, um seine Messungen zu verbessern. Wenn Ihre Anforderungen an die Spektrometrie mehr auf Masse als auf Visuelles gerichtet sind, werfen Sie einen Blick auf dieses selbstgebaute Massenspektrometer. Heimspektrometer dienen nicht nur der Untersuchung von Lichtspektren, sie können auch zur Beurteilung der Reife von Früchten verwendet werden!