kinect紅外雷射器拆解

2022-07-17 08:57:07 字數 1576 閱讀 1020

kinect

的工作原理在以前的文章中已經做過了一些介紹,今天主要講一下除了

ps1080

晶元以外的另乙個核心部件——紅外雷射投射器(

ir projector

)。國內外有很多關於

ps1080

晶元的詳細介紹,但是對於其紅外雷射投射器的構造原理鮮有所聞,下面我們就對這個部件進行深入分析。

kinect

中投射器的作用是投射出隨機的雷射散斑,即結構光,通過紅外攝像頭採集所標記的結構光,交由

ps1080

晶元進行計算後得到最終的景深資料。

下圖為kinect

紅外雷射投射器的原理圖。根據

primesense

在專利中的描述,紅外雷射生成器(

42)射出準直後的雷射束(

44),通過光學衍射元件(

doe)進行散射,進而得到所需的散斑圖案。

primesense

所說的光學衍射元件可以通過多種組合來實現,具體可以參見其在國內申請的專利《用於使零級減少的光學設計》。在

kinect

中,primesense

採用擴散片(

48)和光柵(

50)來實現,該設計專利可參見其美國專利《

擴散片如下圖所示

它的作用是將雷射光束散射成不規則分布的點狀散斑圖案,由於擴散片對於光束進行散射的角度(

fov)有限,所以需要光柵(見下圖)將散斑圖案進行衍射「複製」後,擴大其投射角度。

這種「複製」效果被稱為光學卷積,從下圖的原理圖中我們看到,當光束通過擴散片(如毛玻璃)後產生的散斑,再經過光柵後進行卷積就能得到所需透射角度的散斑。

下圖為primesense

專利中雷射散斑示意圖,可以看到光斑卷積後形成

9格散斑圖案。

值得一提的是,專利中提到所有散斑中心零級的能量和不超過總能量的

1%,也就是說按照

ms官方的說法,

kinect

所用雷射功率為

60mw

,即使9

塊散斑零級能量之和為

1%,各零級能量也不過

0.067mw

,遠低於安全雷射規定的

0.4mw

上限,所以從功率角度看,

kinect

所提供的雷射光源是安全的。鑑於測試手段有限,我們暫時還無法得知該雷射散斑的最大光強(即零級光通量)是否也安全,但有一點是肯定的,對著

kinect

雷射投射器近距離直射眼睛是萬萬不可取的。

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