対称性を破る：非共軸フレネルレンズ設計が均一なPIR検出を可能にする仕組み
ほとんどのパッシブ赤外線（PIR）動体検知システムにおいて、フレネルレンズは長年、静的でよく理解されている部品として扱われてきました。フレネルレンズは赤外線を焦電センサーに集束させ、人や物体が横切る際に動きを検知する個別の検知ゾーンを形成します。従来の設計では、すべてのセグメントがレンズの中心軸に沿った単一の焦点に赤外線を集束させる同軸対称構造が採用されています。
現場でのパフォーマンス – シミュレーションを超えて
シミュレーションは不可欠ですが、現場での検証は設計品質の最終テストです。複数の商用施設において、非共軸フレネルレンズは以下の効果を発揮しました。特に部屋の角や通路の端など、広角での検出範囲が向上。
均一な赤外線照射により周辺動作時の信号立ち上がり時間が短縮され、検出遅延が短縮。
特に座っている人やゆっくり歩く人など、動きの少ない状況において、誤検出が減少。
また、同一条件下で2種類のレンズを比較する、管理された屋内ラボテストも実施しました。被験者は天井に取り付けられた PIR センサーから 3 メートル離れた円を描いて歩きました。結果は示唆的でした:
メトリック同軸レンズ非同軸レンズ平均信号強度（エッジ）0.42 V0.68 V検出漏れ（20周あたり）40ゾーン間の信号変動45%12%これは、シミュレーションが示唆した通り、非同軸設計では、中心だけでなく、センシングフィールド全体で使用可能な信号レベルを維持していることを裏付けました。
設計上の課題と解決策
非同軸フレネルレンズの設計は、従来の同軸構成では見られなかった複雑さをもたらします:ツールの難しさ:非対称溝は、より精密な金型設計と多角度研磨を必要とします。製造。
射出成形の制約: 角度の小さいフィーチャは、収縮とフラッシュの影響を受けます。
Zemax の最適化には時間がかかります: パラメーターが多いほど、反復回数が多くなります。
これらの課題を克服するために、Aubor は以下を開発しました。
非対称溝プロファイル用のカスタム ハイブリッド ダイヤモンド旋削 + CNC ツール プロセス。
複数の非共軸モデルを並行してテストするためのモジュール式シミュレーション フレームワーク。
レンズ プロファイル生成と研磨シミュレーションを高速化する独自の「溝偏差インデックス」方式。
また、お客様と協力して検出優先ゾーンを定義し、ターゲットを絞ったエネルギー最適化を可能にしています。例えば、小売店のセンサーでは、正面入口エリアではより高い感度が求められる一方で、側面ゾーンでは通路を横切る交通による誤検知を最小限に抑えるように調整されます。
非共軸フレネルレンズの用途
非共軸フレネルレンズ設計は、特に以下の要件を満たすアプリケーションに適しています。天井に取り付けられた室内センサーなどの広角均一検出
信号の対称性が分類に影響する方向認識PIRアルゴリズム
あらゆる角度で一貫した信号品質がモデルを改善するAI強化モーション学習トレーニング
ロボットナビゲーションでは、センサーが斜めから人間または物体を検出する必要があります
システムが存在検出、占有分類、および動きパターン学習のためにスマート PIR モジュールに依存するようになると、すべての角度にわたる信号の一貫性が重要になります。
Aubor Optical について
Aubor Optical は、赤外線フレネルレンズ、自由形状ポリマー光学系、およびレンズモジュール共同設計を専門とする精密光学機器メーカーです。当社のサービスには以下が含まれます。Zemaxベースの非結像レンズシミュレーション
ダイヤモンド旋盤とCNCハイブリッド法を使用した非共軸フレネル溝用の社内ツール
試作からスケーラブルな成形までの完全な生産チェーン
8～14μm範囲のカスタム材料選択とIR透過率テスト
セキュリティ、スマートホーム、ロボット工学、産業オートメーションの分野でクライアントにサービスを提供してきた経験と専門のR＆Dチームを擁し、光学イノベーションを通じてモーションセンシングの課題を解決することに尽力しています。
Auborでは、モーション検出の未来は均一であると信じており、その未来を実現するための光学系を構築しています。可能です。
