Nicht-infrarotdurchlässige LCD - elektronische IR-Blende

[Jonas W. (johonas)]

Hallo alle zusammen,

ich habe ein kleines µC-basiertes Projekt, bei dem mich aber nicht der 
µC oder Code vor offene Frage stellt sondern die Technologie.

Die Funktion:

Ich habe ein Gerät, das einen Laserimpuls (900nm) aussendet und die 
relative Remission/Reflexion des Objekts, auf den der Laser trifft, 
misst.

Das Gerät an dem ich arbeite soll die Funktion besitzen diese relative 
Remission zu beeinflussen. Ich schieße also mit dem Laser darauf und je 
nach Zustand kommt viel Energie zurück oder im besten fall kaum was - 
vergleichbar mit einer schwarzen und weißen Oberfläche. Die Anwednung 
spielt eigentlich erstmal keine Rolle - der Unterschied sollte nur 
maximal sein!

Meine Idee war es ein LCD-Display zu verwenden und dieses entweder 
komplett schwarz oder transparent zu schalten. Im schwarzen Zustand 
sollte der Laserimpuls weitesgehend  geschluckt werden - im 
transparenten Zustand sollte der Laserimpuls hindurchscheinen und über 
einen dahinterliegenden Reflektor reflektiert werden.

Ich habe das mit einer elektronischen Schweißerbrille versucht, in der 
sozusagen ein 1-Pixel-LCD verbaut wurde. Das Problem an der Sache: das 
Liquid gängiger LCD (die ich kenne) ist IR-Durchlässig. Das heißt der 
Laser strahlt immer hindurch, egal ob ich es transparent oder schwarz 
schalte.

Und hierbei wende ich mich an euch: Kennt ihr vielleicht LCD für 
besondere IR-Anwendungen die hierfür geeigent wären - an sich müsste das 
ja möglich sein in dem man einfach einen geeigenten Flüssigkristall 
nimmt.  Oder gibt es vielleicht LCD die diesen schönen Nebeneffekt 
einfach mitbringen? Oder habt ihr sogar eine bessere Lösung für meine 
"elektronische IR-Blende"?

Schon mal vielen Dank und nen schönen Tag der Arbeit ;-)

Jonas

[Sebastian E. (der_andere_sebastian)]

Vielleicht funktioniert eine Pockels-Zelle auch im Infrarotbereich: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Pockels-Zelle

[Jonas W. (johonas)]

Hört sich für mich so an, als würde es prinzipiell funktionieren.

Aber der Satz "Durch Verändern der angelegten HOCHSPANNUNG dreht der 
Kristall die Polarisationsebene des durchgehenden Lichts, wobei die 
Intensität zwischen 0 und 100 Prozent verändert werden kann." schreckt 
mich etwas ab.

Eigentlich sollte das ein kleines, mobiles Gerät ohne Hochspannung und 
nötiger Laborausrüstung werden ;-).

Trotzdem Danke für die Idee - ich lese mal noch ein wenig weiter...

[Jens K. (jens_k)]

Man kann das aber rein mechanisch lösen. Einfach einen Polfilter in 
einer Scheibe mit Riemen montieren, der von einem Motor gedreht wird. Da 
der Laser polarisiert ist, wird der Polfilter immer undurchsichtiger 
beim verdrehen. Allerdings nicht so schnell wie ein LCD. Wenn die Fläche 
sehr klein sein kann, kann man den Filter auch zentrisch auf einen 
Galvo-Antrieb montieren und damit drehen, kleiner und viel schneller. 
Galvos sind außerdem billig aus China zu bekommen, je nach Anforderung.

[Jonas W. (johonas)]

Hey Jens,

die Fläche sollte schon im Bereich von 6x6 cm liegen, sodass man ohne 
großem Ausrichten den "Manipulator" auch trifft.

Machanisch habe ich auch schon einige Ideen gehabt. Zum Beispiel einfach 
ein um die eigene Achse rotierendes Rohr mit Schlitzen darin und im 
Inneren eine Reflektor - aber eine machanische Lösung ist nur Plan B ;-)

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

das sieht nach dem aus was du suchst ;)

http://de.wikipedia.org/wiki/Elektronisches_Papier

dabei benötigst du eigentlich nur eine Grosszelle

bekannt vom Kindle

Module gibt es auch

http://www.good-display.com/products_list/&pmcId=a07074ee-87fb-4828-9be2-5de73a7a2cd5.html

[Jonas W. (johonas)]

Winfried - das ist genau mein momentaner Ansatz ;-). Es funktioniert, 
aber nicht so toll wie ich es mir erhofft habe. Die Unterschied in der 
gemessenen Remission zwischen "vollkommen dunkel" oder "vollkommen hell" 
ist leider nicht sooo riesig.

Aus diesem Grund würde ich irgendwie gerne einen Reflektor integrieren. 
Das würde den Unterschied nochmal enorm strecken und die Verarbeitung 
stark vereinfachen...

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

Dann brauchst du eine alternative Tinte Schwarz Silber.
;))

[Timm T. (Gast)]

Jonas Weide schrieb:
> Die Unterschied in der
> gemessenen Remission zwischen "vollkommen dunkel" oder "vollkommen hell"
> ist leider nicht sooo riesig.

Was meinst Du, warum in optischen Experimenten, wo diese Anforderungen 
bestehen, Pockelszellen trotz der nötigen Hochspannung eingesetzt 
werden? Wenn es was Billigeres ohne Hochspannung gäbe, würde man das 
doch nehmen, oder?

Wenn es nicht so schnell sein muss, ist ein mechanischer Shutter immer 
noch das Mittel der Wahl. Wenn es teuer sein darf, auch ein 
Spiegelarray. Der Witz ist hierbei, dass nicht zwischen Schwarz und 
Weiss umgeschalten wird, sondern der unerwünschte Lichtstrahl 
wegreflektiert wird.

LCD haben ausserdem immer das Problem der Polarisation. Wenn Dein 
Laserstrahl also nicht polarisiert ist, hast Du auf jeden Fall 50% 
Verlust. Wenn er polarisiert ist, musst Du auf die Lage zum Display 
achten, oft sind die Polfilter nicht senkrecht / waagerecht, sondern 
schräg angeordnet. Ausserdem können Polfilter nicht absolut 
unterdrücken. Etwas Transmission bleibt auch im VIS immer.

Bei E-Ink musst Du wissen, ob das brauchbar ist: Muss der Strahl 
zurückreflektiert werden, oder darf der auch diffus gestreut werden?

[Sean G. (atmega318)]

Das wär vielleicht was:
https://www.adafruit.com/products/1393

[Jonas W. (johonas)]

@ Winfried: das würde ich dir sofort abkaufen ;-)

@ Timm: Danke für deine Anregungen. Bei meinem Laser handelt es sich um 
einen Diodenlaser der über einen Kollimator ausgestrahlt wird. Wenn ich 
mich richtig erinnere müsste auch bei einem Diodenlaser der Strahl 
(einigermaßen) polarisiert sein. Somit wäre das schon mal nicht das 
Problem.

Die Idee mit dem DMD hatte ich mir auch schon mal durch den Kopf gehen 
lassen. Leider habe ich bis jetzt noch keine ausreichend großen DMD 
gefunden. Meine Idee war es beide Positionen der Spiegel zu verwenden, 
um den Laser entweder in eine Lichtfalle zu reflektieren oder auf einen 
Retrorefelktor, sodass das ganze Gerät nicht so sehr winkelabhängig 
arbeitet.

Zum e-Paper: die Reflexion ist kein muss - einer diffuse Remission 
reicht auch aus. Nur der erreichbare Kontrast ist mit einer Reflexion 
viel höher.

@Sean: habe ich da nicht wieder das Problem, dass das "schwarz" meinen 
Laser im IR kaum beeinflusst?

[Karl O. (knorke)]

Mal so ganz doof gefragt: den Laser kannst Du nicht heller / dunkler 
machen?

[Jonas W. (johonas)]

Eigentlich nicht - aber wieso sollte ich? ;-)