CCD szkenner mérési adatainak kiértékelése Műszaki Tudományi

31 OTDK, Műszaki Tudományi Szekció, 1A_Alkalmazott számítástechnika Tagozat.

CCD szkenner mérési adatainak kiértékelése

Hallgató: Nagy Zoltán
Szak: mechatronikai mérnöki, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Gépészmérnöki Kar

Témavazető: Dr. Kovács Gábor - tudományos munkatárs, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar

A CCD detektorok többrétegű félvezetőelemek, szerkezetük függ a konstrukciótól, és a gyártástechnológiától, továbbá könnyen előfordulhatnak gyártási, szállítási, használati, stb. hibák is, így kijelenthető, hogy a felület pontos mikrostruktúrája ismeretlen. Ez természetesen a detektor által készített képekre is kihat, egyes pixelek sötétebbek lehetnek, mint amit az érzékelt tárgy, illetve a megvilágítás indokolna, így a képminőség jelentősen romolhat. A BME MOGI tanszékén a Max Planck Institute for Solar System Research részére készült két speciális berendezés az űrszondákban alkalmazott CCD detektorok vizsgálatára.

A fejlesztett CCD szkennerek pixel méret alatti elemzést tudnak készíteni a CCD detektor felületéről, aminek segítségével az általa készített kép felbontása javítható. A berendezés a következők szerint épül fel:

Három darab precíziós lineáris transzlátor egy pontszerű fényforrást mozgat, mikron alatti lépésekben. A fényforrás képe egy mikron alatti fényfoltként a vizsgált CCD detektorra képeződik le, miközben minden lépésben képet rögzítünk a detektorral. Több magasságban elvégezve a szkennelést, a kapott képek feldolgozásával pixel alatti kétdimenziós térkép készíthető a vizsgált területről, mely már felhasználható a kép javítására. Problémát jelent a legjobb fókusz megtalálása, hiszen amint elérjük az egy pixelnyi foltot, csak oldalmozgatással tudjuk meghatározni csökken-e a foltméret.

A szkenner egyik példánya a BME-n található meg, és léptetőmotoros megoldást alkalmaz, a másik - jóval finomabb lépésközzel rendelkező, DC motorokkal megoldott, és fényerősség-szabályzóval kiegészített - a MPI for Solar System Research katlenburg-lindau-i központjában működik. Az eszközök vezérlése PC-ről történik, a működtető szoftver C++ nyelven készült, illetve készül.

A dolgozat témája az eszközzel végzett mérések feldolgozása, kiértékelése és megjelenítése. A cél az, hogy a vezérlésre használt szoftverbe integrálni mindezt, tehát hogy a mérések eredményei azonnal megjeleníthetőek legyenek. Mivel egy szkennelés mindössze a detektor által támogatott, RAW formátumú képeket, illetve a képkészítés időpontjában a transzlátorok pozícióadatait szolgáltatja, szükséges az információ szűrése és rendezése.

A dolgozat „CCD Szkenner fejlesztése” című BSc szakdolgozatom közvetlen folytatása, mely elsősorban a mozgásvezérlés, és a legjobb fókuszfolt megtalálására koncentrál. A dolgozatban igyekszem ezen területeknek csak a fentebbi témát érintő részeit tárgyalni.