Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Да после изучения патентов, я склоняюсь к этому варианту. Только надо будет отработать алгоритм слежения.
Здесь в оптическом плане надо знать размер многоэлементного ФПУ. Думаю надо захватить 3 плоских участка между канавками или больше. В зависимости от размеров. Длина поперек треков примерно 100*3 =300 ну можно заложить 500 микрон= 0.5 мм. Не помню размер сенсора, можно построить изображение линии на пластинке на сенсор 1:1 или с небольшим увеличением. Если 1 :1 то расстояние от линзы да полоски излучения на пластинке = расстянию от линзы до ФПУ = 2F те двойному фокусному.
А вообще, если двух сегментный сенсор есть, можно отрабатывать систему автофокуса. Принцип проектирование в статье ( на английском из MST вроде) я вам присылал.

 

Алгоритм слежения я думаю мы сделаем. Размер пикселей в LF1401 56 µm x 200 µm (400 dpi), межцентровое расстояние двух соседних пикселей 63,5 µm, значит зазор между пикселями 7,5 µm. Грубо это 2 пикселя на канавку - однозначно нужно делать увеличение изображения. Как? А с 2-х сегментным сенсором для автофокуса, схемой его включения и схемой слежения мне многое уже ясно, если только не считать его оптическую схему - вы пока не высказали вашего мнения по поводу применения японцами двойной линзы перед таким сенсором в их схеме и как это можно сделать для нашего случая.

 

Да получается у LF1401 слишком большой пиксел. Получается длина активной части сенсора 8 мм , а на пластинке ширина луча с тремя дорожками примерно 300 микрон -> 8000/300=26 увеличение -> при фокусном расстоянии линзы 20 мм 20х26=520 мм растояние до увеличенного изображения, слишком много, надо сенсор с таким же количеством пикселей на 300 микронах или миллиметре. Не уверен что такие есть.
Нам надо для автофокуса иметь полоску шириной 5-50 микрон на минимум двух плоских пространствах по обе стороны 1 дорожки. Дальше надо линзу для изображения этой полоски на сенсор. Какая это будет линза надо решить из необходимой чувствительности сенсора и размеров элементов ФПУ. На японский патент надо смотреть как на идею, то что там нарисованы 2 линзы не должно быть обязательно в этом проекте. Просто попробуйте посчитаь сами , тогда вам будет проще и собирать, вникнув во все тонкости. А если вопросы возникают будем разбираться обсуждать.

 

А если для 26-кратного увеличения взять совсем кф линзу хотя бы от того же пикапа (фокусное по-моему около 3 мм) то тогда расстояние до увеличенного изобр. будет 3х26= 78 мм. Такие размеры головки по-моему еще приемлемы и пара неодимовых магнитов, кот. я взял, каждый с усилием около 5 кг должны нормально двигать головкой на подвесе. Правда линзу эту нужно ставить под 45 град. относительно пластинки - боюсь, что может цеплять собой пластинку (разве только если ее не обточить с двух сторон и оставить от нее полоску - процедура, правда, не из приятных и есть риск поцарапать). Стоп. Но в этом случае такая линза уже не подходит для системы автофокуса - мы же хотели одним лучом сразу двух зайцев заполучить - и трекинг и автофокус. Как быть?
И у меня отдельный вопрос по выбору линзы для системы автофокуса - если взять для расчетов вполне конкретный 2-х сегментный фотоприемник BPX48 имеющий сегменты с размерами 2 мм х 0,67 мм и зазор между ними по длинной стороне в 0,09 мм то как в этом случае определить параметры линзы? Нам пока еще неизвестен размер пятна в виде линии, кот. будет падать на пластинку после цил. линзы, но давайте для расчетов условно возьмем толщину этой линии в 1 мм (и нам не мешало бы определить параметры той же цил. линзы).

 

нет, я выше сказал

Примерно в области считывания.
Вот отсюда, если цилиндрическая линза есть , сможете ей получить нужный размер и в зависимости от ее размеров, ее положения относительно пластинки и оптической системы? Далее для данной геометрии расчитываете чувствительность, какое смещение поверхности сколько даст на фотоприемнике. Какое мах смещение плоскости пластинки приняли авторы надо еще раз почитать патент.

 

Цил. стекл. линзу могу заказать пока только такую http://www.ebay.com/itm/111096541865 , но не знаю, можно ли с ее помощью получить ширину полоски в 5 микрон. Других вариантов пока не видел. У меня есть ссылки на сайты с каталогами линз, и выбор там достаточно большой из стандартного ряда, но цены там совершенно не гуманные, например, стекл. линза диам. 5 мм без просветляющего покрытия стоит там около 18$. А вообще, оплатил стекл. линзу для получения креста вот такую http://www.ebay.com/itm/180707592646?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649 . Жду когда придет.

 

Так. В общем я связался со своим бывшим профессором по физике. Он согласился мне помогать в моем не ленком начинании. Отправной точкой будет то, что он мне сделает все расчеты по фокусировке лазера в точку 2-5 микрон.
На счет заказа линз. Есть в Минске такой завод им. Вавилова. Так вот. На нем можно сделать любые линзы. Они собсна оптикой и занимаются. Туда я пойду со своими чертежами. Если нам всем нужны будут линзы - можно устроить групповой заказ. Вот.

 

Уважаемые участники
В этом проекте для расчетов и проектирования используется 3 физических закона (формулы)
1. Закон отражения
http://ru.wikipedia.org/wiki/Отражение_(физика)
2. Формула тонкой линзы
http://ru.wikipedia.org/wiki/Линза
3. Диффракционное пятно фокусирующей линзы
http://fizika.ayp.ru/6/6_9.html
Для активного участия в проекте, было бы желательно овладеть этим материалом. Он чуть сложнее школьной программы. Зато даст вам возможность обдумывать и обсчитывать свои мысли и соображения. Что послужит к более активному воплощению желаемого устройства.

Павел, конечно узнайте у них размер минимального заказа, но я думаю более реализуемый вариант, тот чтобы спросить, что у них есть на складе из интересующих линз. Завод навряд-ли будет будет изготовливать 10 линз. По крайней мере мне при размещении заказа на одном из заводов предложили именно такой вариант, что меня вполне устроило, мне не пришлось платить за расчеты и изготовление оснастки.

Проблема состоит вовсе не в расчете какой линзой сфокусировать пятно в нужный размер, а в том как технически реализовать размещение линз, их юстировку, и подобные вопросы. Конечно главное это принцип считывания и его техническая реализуемость. Если у вашего знакомого есть программа типа "OSLO" или другой RayTracer и он может вам смоделировать всю оптическую часть ОК!!!

 

Проблема линз это в конце концов не большая проблема, просто хочется взять подешевле и найти все что нужно в одном месте. В Украине тоже делают линзы, но в любом случае поштучно с нами никто возиться не будет, так что групповой заказ готовых линз из каталогов это разумное решение. На данный момент у нас есть проблема поважнее - пока так и нет простого решения (идеи) как сделать систему слежения за дорожкой. Все остальные вопросы - автофокус и воспроизведение звука сейчас более менее понятны. Что касается способа крепления линз и их юстировки то ничего нового здесь мы не придумаем - нужно делать классическое крепление в виде оправок, с резьбами, как в оптических приборах. Да, все детальки будут маленькими, и сделать такие оправки не просто. Для этого желательно иметь мини токарно-винторезный станок, но наверно проще их заказать у знакомого токаря или там где есть станки с ЧПУ. Может на тех же предприятиях где делают линзы есть под них и готовые оправки в нужный размер и с резьбами для юстировки?
Optics, спасибо за разъяснения и ссылки. Да, все это следует знать в совершенстве для такого проекта, но должен сказать, что этого недостаточно для изобретательства - нужен большой практический опыт в области оптики и знание тонкостей дела.

 

Опыт может появиться только в результате активной деятельности.
Цилиндрическая линза должна быть в сканерах, там они такая длинная, что распилив ее надолго хватит , правда она может великовата для проигрывателя, но для макетирования и отработки идей , думаю пойдет.

 

К сожалению на активную деятельность свободного времени очень мало выпадает, поэтому чтобы накопить хоть какой-то опыт потребуются годы. Впрочем, я никуда не тороплюсь.

 

Уважаемый! При роспиле я полагаю вы собираетесь брать только центральный (осевой) участок - это одна линза. Чтобы "надолго хватило" видимо надо пилить уже по перпендикулярной оси (на шапки)

 

для людей с ВО: линза представляет собой сегмент цилиндра, длина образующей цилиндра много больше длины хорды образованной секущей плоскостью и основанием цилиндра. Сечения выше определенного сегмента цилиндра плоскостью параллельной основанию дает множество конгруэнтных сегментов.

 

Есть у меня недорогой LPT сканер Mustek (600 dpi) на разборку. Там, правда цил. линза пластиковая, но попрактиковаться подойдет. Пытался сегодня вечером строить изображение на листе бумаги этой линзой - четыре горящие галогенки кухонной люстры исправно вытянулись в четыре очень тонких светящихся линии . Линза правда короткофокусная - что-то около 3 мм, надо будет ломать голову как сделать для ее огрызка крепление и возможность при этом подстраивать фокус (можно вписать его в цилиндрическую оправку, но опять же, из-за короткого фокуса есть риск, что оправка будет цеплять за пластинку). Хочу дождаться уже остальных деталей и после этого определяться с конструкцией головки. С трекингом пока вопрос открытый...

 

Может ошиблись, 3 мм маловато. Крепить за торец к металлическому или другому стержню, цианакрилат может попортить материал, можно попробовать быстроотверждаемый эпоксидный клей.

 

F прикинул по-быстрому, "на глаз", но где-то на таком расстоянии (3 мм) светящиеся линии на бумаге были максимально тонкими и резкими. Могу перепроверить когда будет время.

 

Извините, я думал про цилиндрическую линзу от лазерного принтера (там хорда много больше образующей).

 

Итак выкладываю предложение по считыванию аудио сигнала оптическим способом.

Способ насколько мне известно ранее нигде не описан и не запатентован, поэтому этим сообшением заявляю свои права на него и свободное использование для не коммерческих применений. При цитировании прошу ссылаться на документ

 

Отлично, Optics. Вот это как раз то, что я имел в виду, когда говорил о необходимости большого практического опыта и знания тонкостей дела. Увидел ваше сообщение около часа ночи по нашему времени. Перечитывал наверно раз десять. В целом понял. Но я не смогу спроектировать и нарисовать в AI такую реальную оптическую систему без вашей помощи, Optics. Нужно еще решить насколько мой многоэлементный линейный сенсор LF1401 подходит к вашей идее. По скорости считывания - да, а вот по размерам пикселей, судя по всему - нет. Наверно нужно будет добавлять еще одну отдельную линзу для увеличения, специально под этот сенсор. Видел линейные сенсоры с более мелкими пикселями (по-моему около 7 микрон) от Sony, но они слишком многоэлементные (до 2000 штук и более) и длинные. Отдельный и непростой вопрос еще по программному обеспечению для трекинга и автофокуса на основе изображения с линейного сенсора. Но все очень интересно. Давайте пробовать.
UPD:
Утром на свежую голову сделал вывод, что наверно желательно все-таки сделать схему автофокуса отдельной, на двухсекционном приемнике, как у японцев - это несколько облечит алгоритм распознавания информации с многоэлементного сенсора. А он там и так будет очень непростым - если еще в паузе между записями канавка без модуляции, то особых сложностей слежения за яркими полосками трека быть не должно, то вот как только пойдет модуляция полосок произвольным сигналом тогда на фоне их болтанки уследить за треком будет уже гораздо сложнее. А как выделять из этой каши еще и информацию для автофокуса я пока еще не представляю. Алгоритмы для этого наверно какие-то есть.
Тут как раз в тему - я на работе начал делать электронику управления для небольшого 3-х координатного позиционера к биологическому микроскопу в проекте по распознаванию образов на изображении получаемом с USB видеокамеры в окуляре. Писать программу распознавания будет отдельный человек, но что-то позаимствовать я думаю будет можно. А тема интересная и актуальная - диагностика рака на разных стадиях.
p.s.
Optics, я в соавторы ни в коем случае не набиваюсь, но кажется мне, что я к вашей идее тоже имею некоторое отношение - именно я, впервые, еще где-то в начале этой темы несколько лет назад, предложил идею использовать для трекинга многоэлементный сенсор от оптической мыши (а если применительно к распознаванию дорожек грамзаписи, то не побоюсь этого слова, наверно и впервые в мире). Тогда бродили мысли о каком-то патентовании, но заниматься вопросами патентной чистоты не было ни времени и ни особого желания. К тому же была некоторая незавершенность идеи - в основном в части отсутствия алгоритма обработки изображения, да и с оптикой тоже были вопросы. Потом в дальнейшем я модифицировал идею заменив сенсор мыши (в основном по причине недостаточной скорости его работы) на линейный многоэлементный сенсор. Так что я вполне допускаю, что эта информация повлияла на ваш выбор.

 

Всем читателям, и потенциальным пользователям хочу пояснить, на что именно я заявил свое авторское право, хотя и не оформленное по всей форме.Заявляя свои права я хочу не личной славы или почета, а хотел бы по возможности предотвратить, использование заявленного принципа любой фирмой, лабораторией и тп от использования в своих сугубо корыстных целях и хотел бы, чтобы идея высказанная мной была всеобщим достоянием, так же как мы все пользуемся законами природы, не делая за это, никаких отчислений и не спрашивая ничьего позволения. Хотя я отдаю себе отчет, что при желании любая "контора" может это использовать и развить предложенный способ.
Итак, в патентах японцев, модуляция звуковой дорожки превращается в звук благодаря отражению сфокусированного пучка от стенок канавки. Патент US3992593 использует, также отражение от стенок дефокусированного пучка и регистрацию этой "интерференционно- дифракционной картины".
Способ преобразования профиля звуковой дорожки в электрический сигнал предложенный мной использует соответствующим образом сфомированный волновой фронт, дифракция которого на канавке дает в плоскости изображения поверхности пластинки ТОЛЬКО свет дифрагированный на ВЕРХНЕЙ грани звуковой дорожки, при почти полном отсутствии света дифрагированного/отраженного от других частей канавки. В отличие от способов описанных ранее, где используется отражение от СТЕНОК звуковой канавки. ЭТО и только это является новшеством предложенным мной. Все остальное: способ слежения за треком , фокусировка и многие другие важные моменты в целой системе воспроизведения грамзаписи оптическим способом не являются сутью моего предложения и могут варьироваться от системы к системе. Думаю, что в этом случае врядли кто-то может сказать , что он мне это посоветовал или натолкнул на мысль.
Тем не менее если кто-то хочет взять патент на способ, и возьмет на себя хлопоты по его оформлению, готов принять в соавторы. Но мне не хотелось бы такого развития событий, мне хочется чтобы любой любитель мог использовать его при желании. ТЕ я предлагаю не "столбить", а вместе развивать и делать знания общедоступными.
Способ предложенный мной нуждается в точном расчете для облегчения синтеза оптической системы и в этом смысле если кто-то из молчаливых читателей обладающих соответствующей математической подготовкой взял бы на себя эту часть работы (сам я занят другими проблемами) это послужило бы хорошим развитием проекта.