菲涅爾透鏡的原理和應用

菲涅爾光學透鏡是紅外線探頭的“眼鏡”，它就象人的眼鏡一樣，配用得當與否直接影響到使用的功效，配用不當產生誤動作和漏動作，致使用戶或者開發者對其失去信心。配用得當充分發揮人體感應的作用，使其應用領域不斷擴大。

      菲涅爾光學透鏡的光物理學家FRESNEL發明的原理采用電鍍模具工藝和PE（聚乙烯）材料壓制而成。鏡片（0.5-0.8mm厚）表面錄了一圈圈由小到大，向外由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。圓環線多而密感應角度大，焦距遠；圓環線刻錄的深感應距離遠，焦距近。紅光線越是靠近同心環光線越集中而且越強。同一行的數個同心環組成一個垂直感應區，同心環之間組成一個水平感應段。垂直感應區越多垂直感角度越大；鏡片越長感應段越多水平感應角度就越大。區段數量多被感應人體移動幅度就小，區段數量少被感應人體移動幅度就要大。不同區的心圓之間相互交錯，減少區段之間的盲區。區與區之間，段與段之間，區段之間形成盲區。由于鏡片受到紅外探頭視場角度的制約，垂直和水平應角度有限，鏡片面積也有限。鏡片從外觀分類為：長形、方形、圓形，從功能分類為：單區多段、雙區多段、多區多段。

下圖是常用鏡片外觀示意圖：

當人進入感應范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠距離A區或中距離B區或近距離C區的某個段的同心環上，同心環與紅外線探頭有一個適當的焦距，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號變成電信號送入電子電路驅動負載工作。整個接收人體紅外光的方式也被稱為被動式紅外活動目標探測器。

鏡片主要有三種顏色，一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易變形。二、白色主要用于適配外殼顏色。三、黑色用于防強光干擾。鏡片還可以結合產品外觀注色，使產品整體更美觀。

每一種鏡片有一型號（以年號+系列號命名），鏡片主要參數：

一、外觀描述——外觀形狀（長、方、圓）、尺寸（直徑）。以毫米為單位。
      二、探測范圍——指鏡片能探測的有效距離（米）和角度。
      三、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位。長形和方形鏡片要呈弧形以焦距為單位對準探頭窗口。鏡片與探頭的配合應用——我們常用的是雙源式探頭，揭開濾光玻璃片，其內部有兩點對7—14um的紅外波長特別敏感的TO—5材料連接著場效管。