菲涅爾透鏡 

      菲涅爾透鏡在人體紅外感應(yīng)產(chǎn)品中的主要作用是什么？是否必須使用？ 

      首先，我們先了解一下熱釋電紅外傳感器的工作原理。熱釋電紅外傳感器是由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極，在傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓差，因此傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有產(chǎn)生物理量的變化，則有物理量信號(hào)輸出。這種輸出在傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換，若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器也沒(méi)有輸出了。 

       這種微弱的電壓差需要配合兩個(gè)方面的產(chǎn)品來(lái)放大和處理信號(hào)。第一，紅外運(yùn)算放大處理電路。第二，菲涅爾透鏡。 

       在這里，先講菲涅爾透鏡。最簡(jiǎn)單理解菲涅爾透鏡的作用就是：1.菲涅爾透鏡有過(guò)濾干擾光線的作用。2.菲涅爾有放大紅外信號(hào)的作用。 

      當(dāng)我們不使用菲涅爾透鏡時(shí)，常溫下熱釋電紅外傳感器的探測(cè)半徑不足2米，而且十分不穩(wěn)定，容易受外界光線干擾。只有配合菲涅爾透鏡使用時(shí)才能發(fā)揮最大作用。配合菲涅爾透鏡時(shí)傳感器的探測(cè)半徑可達(dá)到20米。 

      菲涅爾透鏡用聚乙烯塑料片（HDPE）制成，常用顏色為本色半透明、乳白色或黑色，但對(duì)波長(zhǎng)為7-14um左右的紅外線來(lái)說(shuō)卻是透明的，僅供此7-14um范圍內(nèi)紅外光線通過(guò)。有其外形多數(shù)為半球形，透鏡在水平方向上分成多個(gè)部分，每一部分在豎直方向上又等分成若干不同的區(qū)域。最上面部分的每一等份為一個(gè)透鏡單元，它們由一個(gè)個(gè)同心圓構(gòu)成，同心圓圓心在透鏡單元內(nèi)。中間和下半部分的每一等份也為分別一個(gè)透鏡單元，同樣由同心圓構(gòu)成，但同心圓圓心不在透鏡單元內(nèi)。多個(gè)透鏡單元組合成透鏡組單元，理論上，透鏡單元越多越密靈敏度就越高，相應(yīng)的透鏡單元越多模具成本就越高。 

     當(dāng)光線通過(guò)這些透鏡單元后，就會(huì)形成明暗相間的可見(jiàn)區(qū)和盲區(qū)。由于每一個(gè)透鏡單元只有一個(gè)很小的視角，視角內(nèi)為可見(jiàn)區(qū)，視角外為盲區(qū)。任何兩個(gè)相鄰?fù)哥R單元之間均以一個(gè)盲區(qū)和可見(jiàn)區(qū)相間隔，它們斷續(xù)而不重疊和交叉。這樣，當(dāng)把透鏡放在傳感器正前方的適當(dāng)位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)的人體一旦出現(xiàn)在透鏡的前方，人體輻射出的紅外線通過(guò)透鏡后在傳感器上形成不斷交替變化的陰影區(qū)(盲區(qū))和明亮區(qū)(可見(jiàn)區(qū))，使傳感器表面的溫度不斷發(fā)生變化，從而輸出電信號(hào)。 

       也可以這樣理解，人體在檢測(cè)區(qū)內(nèi)活動(dòng)時(shí)，一離開(kāi)一個(gè)透鏡單元的視場(chǎng)，又會(huì)立即進(jìn)入另一個(gè)透鏡單元的視場(chǎng)，(因?yàn)橄噜復(fù)哥R單元之間相隔很近)，傳感器上就出現(xiàn)隨人體移動(dòng)的盲區(qū)和可見(jiàn)區(qū)，導(dǎo)致傳感器的溫度變化，而輸出電信號(hào)。 

       菲涅爾透鏡不僅可以形成可見(jiàn)區(qū)和盲區(qū)，還有聚焦作用，其焦點(diǎn)(即焦距）一般為4毫米-30毫米左右，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況或資料提供的說(shuō)明調(diào)整菲涅爾透鏡與傳感器之間的距離（即焦距），一般把透鏡固定在傳感器正前方4~30毫米的地方。