紅外探頭中菲涅爾透鏡(Fresnel   lens)是（shì）由聚烯烴（tīng）材料注壓而成的薄片，鏡片表麵一麵為光麵，另一麵刻（kè）錄（lù）了由小到大的同心圓，

它的紋理是利用光（guāng）的幹涉及擾射和（hé）根據相對靈敏度和 接收角度要（yào）求來設計（jì）的，透鏡（jìng）的要求很高，一（yī）片優質的透鏡必須是表麵光（guāng）潔，

紋理清晰厚度一般在 1mm 左右，特性為麵積較大，厚度薄及偵測（cè）距離遠。菲涅爾透（tòu）鏡（jìng）作用有兩個：一是聚焦作用，即將熱釋紅外

信號折射（反射）在PIR上，第二個作用（yòng）是將探測區域內分為若幹個明區和暗區，  使進入探測區（qū）域的移動物體能以（yǐ）溫度變（biàn）化的形（xíng）式

在PIR上產生（shēng）變化熱釋紅外信號（hào）。菲涅（niè）爾透鏡  , 簡單的說就是在透鏡的一側有（yǒu）等距（jù）的齒紋。通過這（zhè）些（xiē）齒紋  ,  可以（yǐ）達到對指定光譜範圍的光帶通 ( 反射或者（zhě）折射 ) 的（de）作用。

 

傳統的（de）打磨光學（xué）器材的帶通光學濾（lǜ）鏡造（zào）價昂貴。菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是PIR（被動紅外（wài）線探（tàn）測器）。

PIR廣泛的用在警報器上。如果（guǒ）你拿一個看看，你會發現在每個PIR上（shàng）都有個塑料的小帽子。這就是菲涅爾透鏡。小帽子（zǐ）的內部（bù）都（dōu）刻（kè）上了（le）齒紋。

這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限（xiàn）製到10微米左右（人體紅（hóng）外線輻射的峰值）。成本相當的低。

 

菲涅耳透鏡可以（yǐ）把透過（guò）窄帶幹涉濾光鏡的光聚焦在矽光電二級探測器的光敏麵上。菲涅爾透鏡由有機玻璃製成（chéng）  , 不能用任何有機芤如酒精等擦拭。

除（chú）塵時可先用蒸餾水或（huò）普通淨水衝洗  ,  再用脫脂棉（mián）擦拭。菲涅爾鏡片（piàn）是紅外線探頭的（de） “眼鏡” ，它就象（xiàng）人的眼鏡一樣（yàng），配用得當與否直接影響到使用的功（gōng）效，

配用不當產生誤動作和漏動作（zuò），致使（shǐ）用戶或者開發者對其失（shī）去信心。 配用（yòng）得當充分發揮人體（tǐ）感應的作用，使其應用領域（yù）不斷擴大。

菲涅爾鏡片是根據法國光物理學家FRESNEL發明（míng）的原理采用電鍍模具工（gōng）藝和PE（聚乙烯）材料壓製而成。鏡片（0.5mm厚）表麵刻錄了一圈圈（quān）由小到大，

向外由淺（qiǎn）至深的同心圓，從剖麵看似鋸齒。圓環線多而密感應角度大（dà），焦距遠；圓環線（xiàn）刻錄（lù）的深感應距（jù）離遠，  焦距（jù）近。紅外光線越是靠進同心環光線越集中而且越強。

同一行的數個同（tóng）心環組（zǔ）成一個垂直  感應區， 同心環之間組成一個水平感應段。垂直感應區越多垂直感應角度越大； 鏡片（piàn）越（yuè）長（zhǎng）感應段越多水平感應角度就越大。

區段數（shù）量多被感應人體移動幅度就（jiù）小（xiǎo）， 區段數量少被感應人（rén） 體移動幅度就要大。不同區的同心圓（yuán）之間相互交錯，減少區段之間的盲區。區與區（qū）之（zhī）間，段與段之間，

區段之間形（xíng）成盲區。由於鏡（jìng）片受到紅外探頭視場（chǎng）角度的製約，垂直和（hé）水平感應（yīng）角  度有限，鏡片麵積（jī）也有限。鏡片從外觀分類為：長形、方形、圓形，

從功能（néng）分類為：單（dān）區多段、雙區多段、多區多段。圖（1）是常用鏡片外觀示（shì）意圖（tú）：

當人進入（rù）感應範（fàn）圍，人體釋放的紅（hóng）外光（guāng）透過鏡片被聚集在遠距離（lí）  A  區或中距離B 區或（huò）近（jìn）  距離C區的某個段的同（tóng）心環上，同心環與紅外線探頭有一個適當的焦距，

紅外光正好被探（tàn）頭接（jiē）收，探頭將光信號（hào）變成電信號（hào）送入電子電路驅動負載工作。 整個接收人體紅外（wài）光（guāng）的方式也被稱為被動式紅外活動目標探測器。  鏡片主（zhǔ）要有三種顏色（sè），

一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率（lǜ）好，不易（yì）變形。

二、白色（sè）主要用於適配外殼顏色。 

 三、黑色用（yòng）於防強（qiáng）光幹擾。鏡片還可以結合產品外觀注色，  使（shǐ）產品整體更美觀。每一種鏡（jìng）片有一型號（以年（nián）號（hào）  +  係列號命名），

鏡片主要參數：外觀描述  ——  外觀（guān）形狀（長、方、圓）、尺寸（直徑）。以毫米為單位。

探測範圍  ——  指鏡片能（néng）探（tàn）測的有效距離（米）和角度。

焦距  ——  指鏡片與探頭窗口的距離，精確度以毫米的小數點為單（dān）位。長形和方形鏡片要呈弧形（xíng）以  焦距為單位對準探頭（tóu）窗（chuāng）口。

見圖（ 3A ）示意圖。  

鏡（jìng）片與探頭的配合應用 —— 我們常用的是雙（shuāng）源（yuán）式探頭，揭開濾（lǜ）光玻璃片，其內部有兩點  對  7  —  14um  的紅外波長特別敏感的  TO  —  5 材（cái）料連接著（zhe）場效管。

見圖（ 3B ）所示。 靜態（tài）情況下空間存在紅外光線，由於雙（shuāng）源式探頭采用互補技術，不會產（chǎn）生電信號輸出（chū）。 動態情況下（xià），人體經過探頭先後被  A  源或被  B  源（yuán）感應，

 Sa<Sb  或（huò）  Sa>Sb  產（chǎn）生（shēng）差值，雙源  失（shī）去互補平衡作用而很敏感地產生信號（hào）輸出，見（jiàn）圖  （3）。當人對著探頭呈垂直狀態運動，  Sa=Sb  不產生差值，

雙源很難產生信號輸出。因此，探測器安裝的位置與人行走方向（xiàng）呈平  行為（wéi）宜。根據以上原理探頭與鏡片結合可以做成以下感應方式的人體探測器。 

  A  、單區多段水平式和單區多段垂直式： 特征（zhēng）：圖（ 4  ）單區多段水平式感應角度大，這是探頭水平視場角度大的（de）緣故（gù），形成一  個長方形（xíng）扇麵感應區，  

單區多段水平式亦稱（chēng）水平幕簾（lián）式感（gǎn）應，  此（cǐ）感應（yīng）方式（shì）能避開上（shàng）下（xià）紅外線  幹擾（rǎo）。圖（ 5 ）單區多段垂直式感（gǎn）應角（jiǎo）度小，這是探頭垂直視（shì）場（chǎng）角度小的緣（yuán）故（gù），

形成（chéng）一（yī）個（gè）垂直形扇麵感應（yīng）區（qū），  單區多段垂直式亦稱垂直（zhí）幕簾式感（gǎn）應，  此感應方式能避開（kāi）左右紅外線幹擾。

 圖（tú）（ 6 ）探頭與鏡片配合不符合  Sa<Sb  或  Sa>Sb產生差值的要求，因此感應不靈敏。采用  雙區同心圓相近的（de）鏡（jìng）片也能達到幕簾式感（gǎn）應效果。單區多段和（hé）雙區多段多用於局部區域感 應。       

 

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