打破对称性：非同轴菲涅尔透镜设计如何实现均匀的 PIR 检测
在大多数被动红外 (PIR) 运动检测系统中，菲涅尔透镜长期以来被视为静态且易于理解的组件。它将红外辐射聚焦到热释电传感器上，形成离散的感应区域，以检测人或物体穿过这些区域时的运动。传统设计倾向于同轴对称，其中所有部分都将红外光聚焦到透镜中心轴上的单个焦点。
现场性能——超越模拟
模拟固然重要，但现场验证才是设计质量的最终检验标准。在多个商业安装案例中，非同轴菲涅尔透镜已展现出以下优势：广角探测覆盖范围更广，尤其是在房间角落和过道边缘。
更低的探测延迟，因为均匀的红外传输可加快周边运动信号上升时间。
减少误报，尤其是在低速运动场景（例如坐着的人或缓慢行走的人）中。
我们还进行了受控的室内实验室测试，在相同条件下比较了两种类型的透镜。测试对象在距离天花板安装的 PIR 传感器 3 米处绕圈行走。结果表明：
公制同轴透镜非同轴透镜平均信号强度（边缘）0.42 V0.68 V漏检次数（每20圈）40跨区域信号方差45%12%这证实了模拟结果：非同轴设计能够在整个传感场内维持可用的信号水平，而不仅仅是在中心。
设计挑战与解决方案
设计非同轴菲涅尔透镜引入了传统同轴配置中未曾见过的额外复杂性：加工难度：非对称凹槽需要更精确的模具设计和多角度抛光制造。
注塑成型限制：小角度特征对收缩和飞边敏感。
Zemax 优化非常耗时：更多参数，更多迭代。
为了克服这些挑战，Aubor 开发了：
针对不对称凹槽轮廓的定制混合金刚石车削 + CNC 刀具工艺。
模块化模拟框架，可并行测试多个非同轴模型。
专有的“凹槽偏差索引”方法，可加快镜头轮廓生成和抛光模拟。
我们还与客户合作定义检测优先区域，从而实现有针对性的能量优化。例如，在零售店传感器中，前入口区域可能需要更高的灵敏度，而侧面区域则需要进行调整以最大限度地减少过道交叉交通误触发。
非同轴菲涅尔透镜的应用
非同轴菲涅尔透镜设计特别适合于需要以下功能的应用：广角均匀检测，例如天花板安装的房间传感器
方向感知PIR算法，其中信号对称性会影响分类
AI增强运动学习，其中所有角度的一致信号质量可改善模型训练
机器人导航，其中传感器必须从斜侧面检测人类或物体
随着系统越来越依赖智能 PIR 模块进行存在检测、占用分类和运动模式学习，各个角度的信号一致性变得至关重要。
关于 Aubor Optical
Aubor Optical 是一家精密光学制造商，专门从事红外菲涅尔透镜、自由曲面聚合物光学器件和镜头模块联合设计。我们的服务包括：基于Zemax的非成像透镜仿真
采用金刚石车削和CNC混合方法进行非同轴菲涅尔凹槽的内部加工
从原型设计到可扩展成型的完整生产链
8至14μm范围的定制材料选择和红外透射测试
我们拥有专业的研发团队，并在安全、智能家居、机器人和工业自动化领域拥有丰富的客户服务经验，致力于通过光学创新解决运动传感挑战。
在Aubor，我们相信运动检测的未来是统一的，我们正在构建光学器件以使这一未来成为可能。
