透明,坚硬的材料,让红外线通过


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我正在尝试为微软的Kinect v2构建一个保护外壳,它可以发射(并感知)827-850 nm范围内的IR。为了完全封闭设备而不阻挡这些信号,我需要一些透明和坚硬的材料,让红外线通过。

我从当地的玻璃切割机尝试了丙烯酸,玻璃和水晶,但我不能从这些材料中获得好的结果。

我得到的最好结果是当我将窗格拉到Kinect前面时,否则红外摄像机看不到任何东西。但是,从技术上讲,我不能这样做,因为我需要允许Kinect倾斜,而我不能让窗格始终与Kinect齐平。

除了前面板(这是我正在寻找的材料)外,外壳将是完全不透明的。


嗨Kal,欢迎来到engineering.SE。您能否澄清一下Kinect相对于透明材料的安装方式?你似乎表明它会在一个盒子里; 所有的墙都是用相同的透明材料制成的吗?
Chris Mueller 2016年

@ChrisMueller感谢您的提醒。在问题的最后添加了澄清。
卡尔2016年

前面板是否需要在可见光谱中透明,或仅在IR中透明?
Air

Answers:


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丙烯酸和玻璃确实可以很好地通过800-900nm的IR辐射(参见例如此处)。

但是,您的问题可能是部分光线会在每个表面上反射。这是不可避免的,虽然它可以通过一些抗反射涂层减少,但那些不是现成的,因为它们需要根据材料和波长设计。

折射会引起进一步的问题,这将扭曲光的路径。这可能会干扰Kinect光学部件的校准和聚焦。


我怀疑你对表面反射造成问题是正确的。另一方面,折射不应该引起问题,除非一些表面是弯曲的。
Chris Mueller 2016年

@ChrisMueller如果我理解正确的话,Kinect会使用红外投影仪投影场景中的结构光图案,然后由红外摄像头检测。在其间插入透明板将改变投影图案的相对位置。我不知道Kinect的算法是否足够聪明以弥补这一点。
jpa 2016年

@ChrisMueller实际上,即使对于平板,折射也会引起角度相关的失真,因为远离光轴的物体的射线路径以不同的角度进入并且通过板具有不同的有效光学路径长度。但我同意这看起来像是一个反思问题。
Carl Witthoft 2016年

@CarlWitthoft理论上,是的,折射会影响光路。但在实践中,它似乎并不明显,并且可能不会影响我的使用。
卡尔2016年

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正如jpa指出的那样,问题不在于您正在考虑的材料的透明度。我怀疑这个问题很可能是由于光直接从红外发射器反射到相机中引起的。

从非常靠近相机的表面镜面反射的光强度将比从衣物和远离其他物体的漫反射的微弱光线亮几个数量级。这将使IR相机中的图像传感器饱和,使得无法从其他物体看到IR图案。想象一下,试图通过一个100瓦的灯泡看到一个小LED的灯光。

如果我是正确的,那么解决方案相当容易。您只需要以相当陡的角度倾斜透明材料,以便将反射光发送到外壳的一部分,在那里您可以放置​​强烈吸收IR的材料。究竟角度需要多么陡峭取决于发射的红外图案的细节和屏幕的位置,但我怀疑它需要至少25°。如果您将材料一直倾斜到~55°,那么您可以利用布鲁斯特角来显着减少反射光的量,但效果取决于发射光的偏振状态和倾斜方向。


我也开始怀疑这是我的问题的原因。我认为可能有另一种解决方案,即使用一些不透明材料划分窗格和Kinect之间的空间,以防止红外反射到达传感器。
2016年
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