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Prólogo: La Revolución Inteligente Partiendo de "Perception" Cuando hablamos de IA, el Internet de las Cosas y la percepción inteligente, a menudo nos centramos en chips y algoritmos. Sin embargo, no es el código el que determina lo que "ve" y cuánto percibe "un dispositivo, sino la parte frontal del sistema óptico. En el campo de la percepción infrarroja, la estructura plástica aparentemente discreta pero crucial, la lente Fresnel, ha estado durante mucho tiempo detrás de la evolución de toda una generación de sistemas de seguridad, dispositivos de control automático y espacios inteligentes.

hoy, tomamos como protagonista la lente Fresnel para detección PIR (infrarrojo pasivo) y trazamos su ruta técnica para explorar cómo completa la transición del" infrarrojo enfocado "al" reconocimiento preciso "en la nueva era.

1. El nacimiento del sensor PIR y la primera tarea de la lente Fresnel El principio del sensor PIR (infrarrojo pasivo) se basa en el material piroeléctrico para responder a la banda infrarroja (8-14 micras) liberada por el cuerpo humano. Sin embargo, este material en sí solo tiene un área de detección muy estrecha y una señal eléctrica muy débil. Por lo tanto, la adición de la lente Fresnel se vuelve crucial:

Enfoca señales infrarrojas en un amplio rango al detector piroeléctrico a través de una serie de diminutas estructuras de prisma concéntrico;

Construye múltiples "ventanas de detección" al mismo tiempo, lo que permite que el sensor "vea" el movimiento objetivo en múltiples ángulos;

Es económico y fácil de producir en masa, lo que lo hace ideal para dispositivos empotrados y de micropotencia.

en la década de 1990, las lentes PIR se convirtieron en un accesorio estándar irremplazable en alarmas de seguridad, iluminación automática y sistemas de control de pasillos.

2. De "ver" a "reconocer": El momento de despertar de PIR Con la popularidad de la mejora de la capacidad de procesamiento integrado y la computación de borde de IA, la gente ha propuesto requisitos más altos para los sensores PIR:

no es solo "alguien pasó", sino * * "¿Quién se mueve? ¿En qué dirección? ¿Qué distancia hay?"

Esto dio lugar a algoritmos como el reconocimiento de dirección y distancia PIR única (consulte Hirenkumar Gami, 2018) y los métodos de modelado de regresión de señal analógica, que conducen PIR hacia la inteligencia. Por lo tanto, la lente debe evolucionar:

El control de ángulo es más preciso: evita la interferencia de ruido de las fuentes de calor y mejora la resolución espacial;

admite el diseño de agregación de enfoque múltiple: se adapta a las necesidades de la entrada de señales de aprendizaje automático;

coopera con algoritmos de señal: el patrón de la lente afecta directamente la precisión de reconocimiento de las redes neuronales.

En tercer lugar, el aumento de las estructuras no coaxiales: hace que cada esquina "tenga una percepción igual" El diseño de las lentes Fresnel tradicionales adopta una estructura de enfoque coaxial: es decir, toda la energía infrarroja se concentra en el centro de enfoque. Esto da como resultado una fuerte detección en el área central y una señal debilitada en el área del borde - formando puntos ciegos de detección y problemas de iluminación desigual.

En los últimos años, nació un nuevo concepto de diseño: estructura no coaxial (Fresnel no coaxial), como el diseño del equipo Vo Quang Sang en 2024, la lente utiliza una matriz de prismas giratorios, a través de la convergencia de luz asimétrica, de modo que la energía infrarroja es más uniforme en toda la superficie de detección ssrn-5093890.

Los resultados de la simulación de luz muestran:

La sensibilidad de detección permanece uniforme dentro de 30;

Ángulo de visión pequeño + distancia focal corta + alta ganancia Las ventajas son particularmente prominentes en la escena.

Cuarto, Observación Ober: Las lentes ya no son piezas de uso general, sino "diseño estratégico" Resultados En Aubor, consideramos el diseño de las lentes PIR ya no como una selección de piezas estándar, sino como un proceso estratégico:

Creemos que detrás de cada lente, es la solución óptima de un conjunto de funciones objetivo.

Selección de material Coincide preferentemente con la transmitancia de banda infrarroja (la transmitancia de infrarrojos de polímero es superior al 85%);

Zemax simula la geometría para garantizar que la uniformidad del campo de visión esté a la altura;

La profundidad e inclinación de cada diente están optimizadas para una banda y distancia focal específicas;

Al mismo tiempo, de acuerdo con las características del algoritmo de percepción del cliente, ajusta la forma y el rango de respuesta del punto de luz.

Nunca utilizamos a ciegas lentes universales, sino que diseñamos al revés con el resultado final de detección como objetivo.

Acerca de Aubor Optical Aubor Optical es una empresa especializada en la investigación y desarrollo y fabricación de componentes ópticos de polímeros, especializada en personalización de lotes pequeños, iteración rápida y diseño de simulación de alta precisión. Tenemos:

moldeo por inyección + proceso de torneado de diamante de un solo punto para crear superficies y microestructuras de forma libre;

Zemax + plataforma de prueba de transmitancia real, que permite que la simulación y la medición real encajen juntas;

propio taller de moldes y línea de producción de recubrimientos para satisfacer las necesidades de recubrimiento multibanda como IR / ToF / LiDAR;

atiende a clientes en toda Alemania, Israel, América del Norte, y ha entregado más de 50 soluciones PIR.

En Ober, creemos que * * "capacidad de percepción" será el estándar de todos los equipos en el futuro * *, y detrás de esto, hay excelentes lentes de apoyo silencioso