Laser Punkt vergrößern?!

[BloodyXIII]

Hallo zusammen,
ich bin schon einige Zeit am stöbern bei euch, habe allerdings nichts (genaues) gefunden, bzw. nichts gefunden was ich 100%ig verstehe.
Da sich hier die Deutsche "Laser Elite" tummelt, habe ich mich für euer Forum entschieden!
Ich beschäftige mich erst seit ein paar Monaten mit Lasern und bin daher noch nicht so Fachausdruckfest.

Ich bin gerade etwas mit IR Lasern am basteln, habe mein Ziel auch fast schon erreicht, allerdings stehe ich im Moment vor einer scheinbar unlösbare Aufgabe...
Ein IR Laserpunkt soll auf einer 3-5m entfernten Wand einen ca 20mm Punkt abbilden, damit ich ihn mit einer Kamera erfassen kann.

Erstes Problem, was für eine "Optik" benötige ich hier bzw. benötige ich überhaupt eine,

Zweites Problem, ich schätze der Strahl ist dann auch (für die Kamera) sichtbar, oder?

Für diese Entfernung dürfte wohl eine kleine Laserdiode ausreichen, zu wieviel mW würdet ihr mir raten?

Vielen Dank schonmal
Grüße Andy

[laserlover]

Willkommen im Forum

Wenn der Punkt nur auf der Wand so groß sein soll, reicht eine Linse vor der Laserdiode, die diese dann eben auf einen 20mm großen Punkt abbildet. Dazu kannst du den Kollimator vor der Laserdiode, der eigentlich den dünnen Laserstrahl erzeugt, so verstellen, dass du keinen Strahl mehr hast sondern quasi einen Kegel, der eben in der Entfernung deiner Wand 20mm dick ist.
Wenn der Abstand zur Wand variabel ist aber die Punktgröße immer gleich bleiben soll, wirds aufwändiger, da brauchst du dann einen Strahlaufweiter, der aus dem dünnen Strahl einen dicken Strahl mit 20mm Durchmesser macht. Dafür gibts fertige Optiken oder du berechnest die Linsen selbst, je nachdem wieviel du ausgeben möchtest.

Den Strahl selbst wirst du mit der Kamera vermutlich nicht sehen, da der ja nur durch Nebel o.ä. sichtbar wird und um ein vielfaches dunkler ist als der eigentliche Punkt an der Wand.
Wenn du vor der Kamera einen Bandpassfilter für die Wellenlänge des Lasers hast und sonst nichts da ist, was in der Wellenlänge Licht aussendet, reichen wenige mW. Bei IR solltest du grundsätzlich vorsichtig sein und mit kleiner Leistung arbeiten weil du den Strahlverlauf ja mit bloßem Auge nicht siehst.

Erzählt mal etwas mehr über dein Vorhaben. Sollen sich Personen im Bereich des Lasers aufhalten?
Welche Wellenlänge willst du denn einsetzten?

Gruß
laserlover

[BloodyXIII]

Danke erstmal für deine schnelle Antwort!
Das ganze soll eine Art Forschungshilfe werden, ich arbeite gerade an einem kleinen Projekt, das dabei helfen soll, sehbehinderte Menschen besser zu verstehen.

Und so soll es funktionieren:
Der Probant setzt sich auf einen Stuhl in einem Raum, 3-5m von einer (erstmal) weißen Wand. Dieser setzt eine Art "Haarreif" auf, an dem der Laser befestigt ist.
Es werden aus verschiedenen Richtungen Töne abgespielt.
Unter dem Stuhl ist eine Webcam (ohne IR Filter) auf die weiße Wand gerichtet, die mit einem PC verbunden ist und die Position des Punktes aufzeichnet.
Als Probanten sollen sehbehinderte aller Art, also auch Blinde, an grauer Star erkrankte bis zu gesunden Menschen getestet werden.
Die nächste Stufe wäre dann, auf der weißen Wand Bilder oder Filme über einen Beamer einzuspielen, um festzustellen, wie ein sehender davon abgelenkt wird, bzw. inwiefern er anders reagiert, wie z.B. ein fast blinder Probant. Aus diesem Grund sollte der Punkt für das menschliche Auge nicht sichtbar sein, da dieser ja wieder einen anderen Einfluss ausüben würde, als nur ein Bild.

Es werden sich während der Laser aktiv ist keine Personen oder Tiere im Bereich aufhalten.

Die genaue Wellenlänge habe ich mir noch nicht wirklich ausgesucht, habe aber gesehen, dass 808nm recht weit verbreitet ist, allerdings weiß ich nicht wie "störempfindlich" er auf andere Lichtquellen reagiert (z.B. Beamer)

Woher bekommt man solche Linsen ? Beim Googeln bin ich das Gefühl nicht losgeworden, dass im Netz viel Schrott angeboten wird...

Ich hoffe was ich geschrieben habe ist einigermassen verständlich

[goamarty]

Da wirst auf jeden Fall einen IR Filter vor der Kamera brauchen, damit die kein sichtbares Licht sieht. Ansonsten sieht man 808nm nur bei hoher Intensität, 950nm wären komplett unsichtbar. Si-Chipkameras reagieren aber gut drauf, zumindest solange kein IR Blockfilter eingebaut ist. Eine SW Kamera sollte eher keines haben.

[BloodyXIII]

Genau hier kommt wieder die Frage auf, wo bekommt man solche Filter, Dioden und Optiken her?
Ich such mir einen Wolf

Wenn ich einen Filter brauche, der nur IR "durchlässt", ist das dann ein IR Filter?
Oder heißt das ganze IR Filter, weil IR "herausgefiltert" wird?
Mir scheint, als würde dieser Begriff von verschiedenen Herstellern auch anders ausgelegt...

Danke für eure Hilfe! Ohne euch wäre ich verloren!

[VDX]

... warum willst du den Starhl unbedingt auf 20mm aufweiten?

Der Leuchtfleck wird dann dunkler, so daß du eine höhere Leistung benötigst, damit er überhaupt sichtbar wird. Nimm lieber einen normalen Kollimator auf z.B. 3mm, dann sieht du den Punkt schon bei deutlich geringerer Leistung viel 'heller' als aufgeweitet auf 20mm

Die typischen IR-Filter sind "IR-Blocker", um den IR-Anteil herauszufiltern - du benötigst also ein IR-Transmissionsfilter.

Ich würde dir auch zu 975nm-Dioden raten - ist weiter weg vom sichtbaren Bereich ...

Viktor

[laserlover]

Sehe ich das richtig, dass du den Laser nur zum Erkennen der Kopfdrehung einsetzten willst?
Eventuell lässt sich das anders auch einfacher bewerkstelligen. Wenn du z.B. an dem "Haarreif" vier Infrarot-LEDs in Form eines auf dem Kopf stehenden T befestigst, also eine Reihe mit 3 LEDs und drüber in die Mitte noch eine. Dann kannst du oben an der weißen Wand die Kamera befestigen und über die Positionen der LEDs zueinander die Kopfposition-, -drehung und -neigung berechnen.
Oder es gibt auch fertige Headtracking-Systeme mit Beschleunigungssensoren.

Aber vermutlich wird die Lösung mit dem Laser zumindest genauer sein als die LEDs, weil kleinere Winkel aufgelöst werden können (der Laserpunkt bewegt sich ja bei geringer Kopfdrehung schon recht weit).
Hängt also davon ab, wie genau deine Messergebnisse werden sollen und wie viel du ausgeben möchtest.

Infrator-Filter bekommst du zum Beispiel bei Edmundoptics, Qioptiq und co. Oder auch bei eBay als Filter für Infrarotfotographie.

Gruß
laserlover

[dyak]

@laserlover
Stimme ich voll zu. Allerdings wird die implemetation mit Sensoren und LEDs denke ich mal wesentlich komplzierter sein als mit einem Laser. Außer es gibt dort schon bestehende Systeme die man nutzen kann.

Mit dem Laser muss allerdings mindestens der Proband imho eine Schutzbrille tragen. Würde mich mal interessieren wie die Laserschutzbestimmungen für Blinde aussieht

[goamarty]

Man kann extrapolieren, daß der Punkt eines 1mW roten Laserpointers auch mit dem Auge noch gut zu sehen ist, mit einer rot/IR empfindlichen Kamera auch gut aufzuzeichnen ist, insbesondere wenn die einen passenden IR(transmissions)Filter hat. Damit sollte sich das mit augensicherer Leistung durchführen lassen. Auch wenn Blinde vielleicht keine Schutzbrille brauchen, sollen ja aus Sehenden, welche sich absichtlich oder zufällig im Testfeld aufhalten keine Blinden werden.

[dyak]

daß der Punkt eines 1mW roten Laserpointers auch mit dem Auge noch gut zu sehen ist, mit einer rot/IR empfindlichen Kamera auch gut aufzuzeichnen ist

nicht ganz. Solche Sensoren sind ja nicht linear. Siehe Seite 9
http://www.sony.net/Products/SC-HP/data ... 805283.pdf

[VDX]

... ich hab's auf Seite 8 Unten - dann würde ein grüner 1mW-Laserpointer viel besser passen - evtl. sogar noch ein Grün-Transmissionsfilter davor, um andere Bereiche auszugrenzen ...

Viktor