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Vorwort: Die intelligente Revolution Ausgehend von der "Wahrnehmung" Wenn wir über KI, das Internet der Dinge und intelligente Wahrnehmung sprechen, konzentrieren wir uns oft auf Chips und Algorithmen. Es ist jedoch nicht der Code, der bestimmt was ein Gerät "sieht" und wie viel es wahrnimmt ", sondern das vordere Ende des optischen Systems. Im Bereich der Infrarotwahrnehmung steht die scheinbar unauffällige, aber entscheidende Kunststoffstruktur, die Fresnel-Linse, seit langem hinter der Entwicklung einer ganzen Generation von Sicherheitssystemen, automatischen Steuergeräten und intelligenten Räumen.

heute nehmen wir die Fresnel-Linse für die PIR-Sensorik (passives Infrarot) als Protagonisten und verfolgen ihren technischen Weg, um zu erforschen, wie sie den Übergang vom" fokussierten Infrarot "zur" präzisen Erkennung "in der neuen Ära vollzieht.

1. Die Geburt des PIR-Sensors und die erste Aufgabe des Fresnel-Linsen-Sensorprinzips PIR (Passiv-Infrarot) beruht auf dem pyroelektrischen Material, das auf das vom menschlichen Körper freigesetzte Infrarotband (8-14 μm) reagiert. Dieses Material selbst hat jedoch nur einen sehr engen Erfassungsbereich und ein sehr schwaches elektrisches Signal. Daher wird die Hinzufügung der Fresnel-Linse entscheidend:

Es fokussiert Infrarotsignale über einen weiten Bereich zum pyroelektrischen Detektor durch eine Reihe winziger konzentrischer Prismenstrukturen;

Es konstruiert mehrere "Erfassungsfenster" gleichzeitig, sodass der Sensor die Zielbewegung in mehreren Winkeln "sehen" kann;

Es ist kostengünstig und einfach in Massenproduktion zu produzieren, was es ideal für eingebettete und mikroelektrische Geräte macht.

In den 1990er Jahren wurden PIR-Linsen zu einem unersetzlichen Standardzubehör in Sicherheitsalarmen, automatischen Beleuchtungs- und Korridorsteuerungssystemen.

2. Vom "Sehen" zum "Erkennen": Der erwachende Moment von PIR Mit der Popularität von Embedded Processing Capacity Enhancement und AI Edge Computing haben die Menschen höhere Anforderungen an PIR-Sensoren gestellt:

ist nicht nur "jemand ist vorbeigegangen", sondern * * "Wer bewegt sich? In welche Richtung? Wie weit ist die Entfernung?"

Dies führte zu Algorithmen wie Single-PIR-Richtungs- und Entfernungserkennung (siehe Hirenkumar Gami, 2018) und analogen Signalregressionsmodellierungsmethoden, die PIR in Richtung Intelligenz treiben. Das Objektiv muss sich daher weiterentwickeln:

Die Winkelsteuerung ist genauer: Vermeidung von Rauschstörungen durch Wärmequellen und Verbesserung der räumlichen Auflösung;

unterstützt das Design der Multi-Fokus-Aggregation: Anpassung an die Bedürfnisse der Signaleingabe durch maschinelles Lernen;

kooperiert mit Signalalgorithmen: Das Linsenmuster wirkt sich direkt auf die Erkennungsgenauigkeit neuronaler Netze aus.

Drittens, der Aufstieg der nicht-koaxialen Strukturen: machen jede Ecke "gleiche Wahrnehmung" Das Design der traditionellen Fresnel-Linsen nimmt eine koaxiale Fokussierungsstruktur an: das heißt, die gesamte Infrarotenergie wird im Fokuszentrum konzentriert. Dies führt zu einer starken Abtastung im zentralen Bereich und einem geschwächten Signal im Randbereich - Bildung von blinden Flecken und ungleichmäßigen Beleuchtungsproblemen.

letzten Jahren wurde ein neues Design-Konzept geboren: nicht-koaxiale Struktur (Non-koaxiale Fresnel), wie das Design von Vo Quang Sang Team im Jahr 2024, die Linse verwendet eine rotierende Prisma-Array, durch asymmetrische Lichtkonvergenz, so dass die Infrarot-Energie ist gleichmäßiger auf der gesamten Erfassungsfläche ssrn-5093890.

Die Ergebnisse der Lichtsimulation zeigen:

Die Erkennungsempfindlichkeit bleibt innerhalb von 30 gleichmäßig;

Kleiner Betrachtungswinkel + kurze Brennweite + hohe Verstärkung Die Vorteile sind in der Szene besonders ausgeprägt.

Viertens, Ober Observation: Linsen sind keine Allzweckteile mehr, sondern "strategisches Design" Ergebnisse Bei Aubor betrachten wir das Design von PIR-Linsen nicht mehr als Standardteilauswahl, sondern als einen strategischen Prozess:

Wir glauben, dass hinter jeder Linse die optimale Lösung einer Reihe von Zielfunktionen steht.

Materialauswahl entspricht vorzugsweise der Infrarotbanddurchlässigkeit (Polymer-Infrarotdurchlässigkeit ist größer als 85%);

Die Geometrie wird von Zemax simuliert, um sicherzustellen, dass die Gleichmäßigkeit des Sichtfelds dem Standard entspricht;

Jede Zahntiefe und -neigung ist für ein bestimmtes Band und eine bestimmte Brennweite optimiert;

Gleichzeitig passen Sie die Form und den Ansprechbereich des Lichtflecks entsprechend den Eigenschaften des Wahrnehmungsalgorithmus des Kunden an.

Wir verwenden niemals blindlings Universallinsen, sondern entwerfen rückwärts mit dem endgültigen Erkennungsergebnis als Ziel.

Über Aubor Optical Aubor Optical ist ein Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung und Herstellung von optischen Polymerkomponenten spezialisiert hat und sich auf die Anpassung kleiner Chargen, schnelle Iteration und hochpräzises Simulationsdesign spezialisiert hat. Wir haben:

Spritzguss + Einpunkt-Diamantdrehverfahren zur Herstellung von Freiformflächen und Mikrostrukturen;

Zemax + Testplattform für die tatsächliche Durchlässigkeit, die es ermöglicht, Simulation und tatsächliche Messung zusammenzupassen;

eigene Formwerkstatt und Beschichtungsproduktionslinie, um den Bedarf an Multiband-Beschichtungen wie IR / ToF / LiDAR zu decken;

bedient Kunden in ganz Deutschland, Israel und Nordamerika und hat mehr als 50 + PIR-Lösungen geliefert.

Bei Ober glauben wir, dass * * "Wahrnehmungsfähigkeit" in Zukunft der Standard jeder Ausrüstung sein wird * *, und dahinter stehen hervorragende Linsen, die