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Prefácio: A Revolução Inteligente a partir de "Percepção" Quando falamos sobre IA, a Internet das Coisas e a percepção inteligente, muitas vezes nos concentramos em chips e algoritmos. No entanto, não é o código que determina o que um dispositivo "vê" e o quanto ele percebe ", mas a extremidade frontal do sistema óptico. No campo da percepção infravermelha, a estrutura plástica aparentemente imperceptível, mas crucial, a lente Fresnel, há muito está por trás da evolução de toda uma geração de sistemas de segurança, dispositivos de controle automático e espaços inteligentes.

hoje, tomamos a lente Fresnel para detecção PIR (infravermelho passivo) como protagonista e traçamos sua rota técnica para explorar como ela completa a transição de" infravermelho focado "para" reconhecimento preciso "na nova era.

1. O nascimento do sensor PIR e a primeira tarefa da lente Fresnel O princípio do sensor PIR (infravermelho passivo) depende do material piroelétrico para responder à banda infravermelha (8-14 µm) liberada pelo corpo humano. No entanto, este material em si tem apenas uma área de detecção muito estreita e um sinal elétrico muito fraco. Portanto, a adição da lente Fresnel torna-se crucial:

Concentra sinais infravermelhos em uma ampla gama para o detector piroelétrico por meio de uma série de minúsculas estruturas de prisma concêntrico;

Constrói várias "janelas de detecção" ao mesmo tempo, permitindo ao sensor "ver" o movimento do alvo em vários ângulos;

É barato e fácil de produzir em massa, tornando-o ideal para dispositivos embutidos e de micro-potência.

na década de 1990, as lentes PIR se tornaram um acessório padrão insubstituível em alarmes de segurança, iluminação automática e sistemas de controle de corredores.

2. De "ver" a "reconhecer": O momento do despertar do PIR Com a popularidade do aprimoramento da capacidade de processamento incorporado e IA computação de ponta, as pessoas apresentaram requisitos mais elevados para sensores PIR:

não é apenas "alguém passou", mas * * "Quem está se movendo? Em que direção? Quão longe está a distância?"

Isso deu origem a algoritmos como direção PIR única e reconhecimento de distância (consulte Hirenkumar Gami, 2018) e métodos de modelagem de regressão de sinal analógico, conduzindo PIR em direção à inteligência. A lente deve, portanto, evoluir:

O controle de ângulo é mais preciso: evite a interferência de ruído de fontes de calor e melhore a resolução espacial;

suporta design de agregação multifoco: adapta-se às necessidades de entrada de sinal de aprendizado de máquina;

coopera com algoritmos de sinal: o padrão da lente afeta diretamente a precisão do reconhecimento de redes neurais.

Terceiro, o surgimento de estruturas não coaxiais: torne cada canto "percepção igual" O design das lentes Fresnel tradicionais adota uma estrutura de foco coaxial: ou seja, toda a energia infravermelha está concentrada no centro de foco. Isso resulta em forte sensoriamento na área central e sinal enfraquecido na área da borda - formando pontos cegos de detecção e problemas de iluminação desiguais.

últimos anos, um novo conceito de design nasceu: estrutura não coaxial (Fresnel não coaxial), como o projeto da equipe Vo Quang Sang em 2024, a lente usa uma matriz de prismas rotativos, através da convergência assimétrica de luz, para que a energia infravermelha seja mais uniforme em toda a superfície de detecção ssrn-5093890.

Os resultados da simulação de luz mostram:

A sensibilidade de detecção permanece uniforme dentro de 30;

Ângulo de visão pequeno + distância focal curta + ganho alto As vantagens são particularmente proeminentes na cena.

Quarto, Ober Observação: As lentes não são mais peças de uso geral, mas "design estratégico" Resultados Em Aubor, consideramos o design de lentes PIR como não mais uma seleção de peça padrão, mas um processo estratégico:

Acreditamos que por trás de cada lente está a solução ideal de um conjunto de funções objetivas.

Seleção de material Corresponde preferencialmente à transmitância da banda infravermelha (a transmitância infravermelha do polímero é maior que 85%);

A geometria é simulada pela Zemax para garantir que a uniformidade do campo de visão esteja de acordo com o padrão;

A profundidade e a inclinação de cada dente são otimizadas para uma banda e distância focal específicas;

Ao mesmo tempo, de acordo com as características do algoritmo de percepção do cliente, ajuste a forma e a faixa de resposta do ponto de luz.

Nunca usamos cegamente lentes universais, mas projetamos para trás com o resultado final da detecção como objetivo.

Sobre a Aubor Optical A Aubor Optical é uma empresa especializada na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de componentes ópticos de polímeros, especializada em personalização de pequenos lotes, iteração rápida e design de simulação de alta precisão. Temos:

moldagem por injeção + processo de torneamento de diamante de ponta única para criar superfícies e microestruturas de forma livre;

Zemax + plataforma de teste de transmitância real, que permite que a simulação e a medição real se encaixem;

própria oficina de moldes e linha de produção de revestimento para atender às necessidades de revestimento multibanda, como IR / ToF / LiDAR;

atende clientes em toda a Alemanha, Israel, América do Norte e forneceu mais de 50 soluções PIR.

Na Ober, acreditamos que * * "capacidade de percepção" será o padrão de todos os equipamentos no futuro * *, e por trás disso, existem excelentes lentes que suportam silenciosamente