Domanda:
Materiale trasparente e duro che lascia passare gli infrarossi
Kal
2016-04-11 09:41:31 UTC
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Sto cercando di costruire un involucro protettivo per Kinect v2 di Microsoft, che emette (e percepisce) IR nell'intervallo 827–850 nm. Per racchiudere completamente il dispositivo senza bloccare quei segnali, ho bisogno di materiale trasparente e duro che lasci passare gli infrarossi.

Ho provato acrilico, vetro e cristallo dal tagliavetro locale, ma posso Non ottengo buoni risultati da nessuno di questi materiali.

Il miglior risultato che ho ottenuto è stato quando ho bloccato il pannello a filo con la parte anteriore del Kinect, altrimenti la telecamera IR non può vedere nulla. Tuttavia, tecnicamente non posso farlo perché devo consentire al Kinect di inclinarsi e non posso avere il pannello sempre a filo con il Kinect.

La custodia sarà completamente opaca a parte la parte anteriore riquadro (che è quello per cui sto cercando il materiale).

Ciao Kal, benvenuto in ingegneria.SE. Potete per favore chiarire come verrà montato il Kinect rispetto al materiale trasparente? Sembra che tu indichi che sarà in una scatola; tutte le pareti saranno realizzate con lo stesso materiale trasparente?
@ChrisMueller Grazie per il promemoria. Chiarimento aggiunto alla fine della domanda.
Il pannello frontale deve essere trasparente nello spettro visibile o solo per IR?
Due risposte:
jpa
2016-04-11 14:28:21 UTC
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Acrilico e vetro lasciano passare abbastanza bene le radiazioni IR da 800-900 nm (vedi, ad esempio, qui).

Tuttavia, il tuo problema è probabilmente quella parte della luce si riflette su ciascuna delle superfici. Questo è inevitabile, anche se può essere ridotto da alcuni rivestimenti antiriflesso, ma questi non sono disponibili immediatamente poiché devono essere progettati in base al materiale e alla lunghezza d'onda.

Saranno causati ulteriori problemi dalla rifrazione, che distorcerà il percorso della luce. Ciò potrebbe interferire con la calibrazione e la messa a fuoco delle parti ottiche di Kinect.

Sospetto che tu abbia ragione sui riflessi della superficie che causano un problema. La rifrazione, d'altra parte, non dovrebbe causare problemi a meno che alcune delle superfici non siano curve.
@ChrisMueller Se ho capito bene, Kinect utilizza un proiettore IR che proietta un modello di luce strutturato sulla scena, che viene quindi rilevato dalla telecamera IR. L'inserimento di una lastra trasparente nel mezzo cambierà la posizione relativa del motivo proiettato. Non so se gli algoritmi di Kinect siano abbastanza intelligenti da compensare o meno questo.
@ChrisMueller in realtà, la rifrazione può causare una distorsione dipendente dall'angolo anche per le lastre piane, perché i percorsi dei raggi per gli oggetti ben al di fuori dell'asse ottico entrano ad angoli diversi e hanno lunghezze del percorso ottico effettive diverse attraverso la lastra. Ma sono d'accordo che questo sembra sicuramente un problema di riflessione.
@CarlWitthoft In teoria, sì, la rifrazione influenzerà il percorso ottico. Ma in pratica, non sembra essere evidente e probabilmente non in misura tale da influire sul mio utilizzo.
Chris Mueller
2016-04-11 22:14:46 UTC
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Come sottolinea jpa, il problema non è la trasparenza dei materiali che stai considerando. Sospetto che il problema sia molto probabilmente causato dalla luce riflessa direttamente dall'emettitore IR nella fotocamera.

L'intensità della luce riflessa specularmente da una superficie molto vicina alla fotocamera sarà di ordini di grandezza più luminosa della debole quantità di luce riflessa diffusamente da indumenti e altri oggetti che sono molto più lontani. Ciò saturerà il sensore di immagine nella telecamera IR e renderà impossibile vedere il pattern IR da altri oggetti. Immagina di provare a vedere la luce di un piccolo LED attraverso una lampadina da 100 W.

Se ho ragione, la soluzione è abbastanza semplice. È sufficiente inclinare il materiale trasparente con un angolo abbastanza ripido in modo che la luce riflessa venga inviata a una parte dell'involucro dove è possibile inserire un materiale che assorbe fortemente gli IR. Quanto deve essere ripido esattamente l'angolo dipende dai dettagli del pattern IR emesso e dalla posizione dello schermo, ma sospetto che dovrà essere di almeno 25 °. Se inclini completamente il materiale fino a ~ 55 °, potresti essere in grado di sfruttare l ' angolo di Brewster per ridurre significativamente la quantità di luce riflessa, ma l'efficacia dipende dallo stato di polarizzazione della luce emessa luce e la direzione dell'inclinazione.

Comincio anche a sospettare che sia la causa dei miei problemi. Penso che ci possa essere un'altra soluzione, che è quella di suddividere lo spazio tra il vetro e il Kinect, utilizzando del materiale opaco, in modo da evitare che il riflesso IR raggiunga il sensore.


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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