Прозрачный, твердый материал, пропускающий инфракрасное излучение

Я пытаюсь создать защитный корпус для Microsoft Kinect v2, который излучает (и воспринимает) ИК-излучение в диапазоне 827–850 нм. Чтобы полностью охватить устройство, не блокируя эти сигналы, мне нужен прозрачный и твердый материал, который пропустит инфракрасное излучение.

Я пробовал акрил, стекло и хрусталь от местного стеклореза, но я не могу получить хорошие результаты ни от одного из этих материалов.

Лучший результат, который я получил, был, когда я приклеил панель вплотную к передней панели Kinect, иначе ИК-камера просто не может ничего видеть. Тем не менее, технически я не могу этого сделать, потому что мне нужно позволить Kinect наклониться, и у меня не может быть панели всегда вровень с Kinect.

Корпус будет полностью непрозрачным, за исключением передней панели (именно для этого я и ищу материал).

materials optics

— Кал
источник

Привет Кэл, добро пожаловать в проектирование. SE. Не могли бы вы уточнить, как Kinect будет установлен относительно прозрачного материала? Вы, кажется, указываете, что это будет в коробке; все ли стены будут сделаны из одинакового прозрачного материала?

— Крис Мюллер

@ChrisMueller Спасибо за напоминание. Пояснение добавлено в конце вопроса.

— Кал

Должна ли передняя панель быть прозрачной в видимом спектре или только для ИК?

— эфир

Ответы:

Акрил и стекло достаточно хорошо пропускают ИК-излучение с длиной волны 800-900 нм (см., Например, здесь ).

Однако ваша проблема, вероятно, в том, что часть света отражается на каждой из поверхностей. Это неизбежно, хотя оно может быть уменьшено некоторыми антибликовыми покрытиями, но они не доступны в продаже, так как они должны быть разработаны в соответствии с материалом и длиной волны.

Дальнейшие проблемы будут вызваны преломлением, которое искажает путь света. Это может помешать калибровке и фокусировке оптических частей Kinect.

— JPA
источник

Я подозреваю, что вы правы относительно отражений от поверхности, вызывающих проблему. С другой стороны, рефракция не должна вызывать проблем, если некоторые поверхности не изогнуты.

— Крис Мюллер

@ChrisMueller Если я правильно понял, Kinect использует ИК-проектор, который проецирует структурированный световой рисунок на сцену, который затем обнаруживается ИК-камерой. Вставка прозрачной пластины между ними изменит относительное положение проецируемого рисунка. Я не знаю, достаточно ли умны алгоритмы Kinect, чтобы компенсировать это или нет.

— jpa

На самом деле @ChrisMueller, рефракция может вызвать искажение, зависящее от угла, даже для плоских пластин, потому что пути лучей для объектов, расположенных далеко от оптической оси, входят под разными углами и имеют различную эффективную длину оптического пути через пластину. Но я согласен, что это похоже на проблему отражения.

— Карл Виттофт

@CarlWitthoft В теории, да, преломление влияет на оптический путь. Но на практике это не кажется заметным, и, вероятно, не в той степени, которая влияет на мое использование.

— Кал

Как указывает jpa, проблема не в прозрачности материалов, которые вы рассматриваете. Я подозреваю, что проблема, скорее всего, вызвана отражением света непосредственно от ИК-излучателя в камеру.

Интенсивность света, зеркально отраженного от поверхности, очень близкой к камере, будет на несколько порядков ярче, чем слабое количество света, диффузно отраженного от одежды и других предметов, которые находятся намного дальше. Это приведет к насыщению датчика изображения в ИК-камере и сделает невозможным видеть ИК-рисунок от других объектов. Представьте себе попытку увидеть свет маленького светодиода через лампочку мощностью 100 Вт.

Если я прав, то решение довольно простое. Вам просто нужно наклонить прозрачный материал под довольно крутым углом, чтобы отраженный свет направлялся в ту часть корпуса, где вы можете поместить материал, который сильно поглощает ИК. То, насколько крутым должен быть угол, зависит от деталей излучаемого ИК-изображения и положения экрана, но я подозреваю, что он должен быть не менее 25 °. Если вы наклоните материал до ~ 55 °, то вы сможете использовать угол Брюстера, чтобы значительно уменьшить количество отраженного света, но эффективность зависит от состояния поляризации излучаемого света и направления наклона. ,

— Крис Мюллер
источник

Я также начинаю подозревать, что это является причиной моих проблем. Я думаю, что может быть другое решение, которое состоит в том, чтобы разделить пространство между панелью и Kinect, используя некоторый непрозрачный материал, чтобы предотвратить попадание инфракрасного отражения на датчик.

— Кал