CN101915947B - 一种菲涅尔透镜、探测器及安防系统 - Google Patents
一种菲涅尔透镜、探测器及安防系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于光学领域，提供了一种菲涅尔透镜、探测器及安防系统，所述菲涅尔透镜由多个菲涅尔透镜片层构成，所述多个菲涅尔透镜片层分为依次排布的近距多视区、中距多视区和远距多视区，各菲涅尔透镜片层具有多个菲涅尔透镜片，所述近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与所述中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反。本发明使近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反，目标入侵近距监视场时，其发出的红外线经该视区的菲涅尔透镜片倾斜透射，聚焦于传感元件，极大地提升了菲涅尔透镜近距离探测的能力。本菲涅尔透镜可制成各种探测器，并应用于安防系统。
Description
技术领域
本发明属于光学领域，尤其涉及一种菲涅尔透镜、探测器及安防系统。
背景技术
菲涅尔透镜多由聚烯烃材料注压而成，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，聚光效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多，因而应用广泛。
菲涅尔透镜可按照光学设计或结构进行分类，其作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR(Passive Infrared，被动红外传感元件)上产生变化热释红外信号。而现有菲涅尔透镜近距探测的能力弱。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种菲涅尔透镜，旨在解决现有菲涅尔透镜近距探测能力弱的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种菲涅尔透镜，由多个菲涅尔透镜片层构成，所述多个菲涅尔透镜片层分为依次排布的近距多视区、中距多视区和远距多视区，各菲涅尔透镜片层具有多个菲涅尔透镜片，所述近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与所述中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反，且所述中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝上，同一层的菲涅尔透镜片的齿深相等，不同层的菲涅尔透镜片的齿深不同，所述近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝下，各层所具有的菲涅尔透镜片沿远离所述近距多视区的方向由少至多排布；同一菲涅尔透镜片层的菲涅尔透镜片相同；各层所具有的菲涅尔透镜片的个数的计算公式为：
M＝3×N
其中，M为各层所具有的菲涅尔透镜片的个数，N为各菲涅尔透镜片层沿远离所述近距多视区的方向所对应的层数；所述菲涅尔透镜具有五个菲涅尔透镜片层；所述近距多视区为第一菲涅尔透镜片层，所述中距多视区包括第二菲涅尔透镜片层、第三菲涅尔透镜片层和第四菲涅尔透镜片层，所述中距多视区内各菲涅尔透镜片的开口朝向相同，所述远距多视区为第五菲涅尔透镜片层。
本发明实施例的另一目的在于提供一种探测器，所述探测器具有上述菲涅尔透镜。
本发明实施例的另一目的在于提供一种安防系统，所述安防系统采用上述探测器。
本发明实施例使近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反，目标入侵近距监视场时，其发出的红外线经该视区的菲涅尔透镜片倾斜透射，聚焦于传感元件，极大地提升了菲涅尔透镜近距离探测的能力。本菲涅尔透镜可制成各种探测器，并应用于安防系统。
附图说明
图1是本发明实施例提供的菲涅尔透镜的主视图；
图2是本发明实施例提供的菲涅尔透镜的侧视图；
图3是图2A部放大图；
图4是红外线经近距多视区的菲涅尔透镜片聚焦的光路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例使近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反，目标入侵近距监视场时，其发出的红外线经该视区的菲涅尔透镜片倾斜透射，聚焦于传感元件，极大地提升了菲涅尔透镜近距离探测的能力。
本发明实施例提供的菲涅尔透镜由多个菲涅尔透镜片层构成，所述多个菲涅尔透镜片层分为依次排布的近距多视区、中距多视区和远距多视区，各菲涅尔透镜片层具有多个菲涅尔透镜片，所述近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与所述中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反。
本发明实施例提供的探测器具有上述菲涅尔透镜。
本发明实施例提供的安防系统采用上述探测器。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1～3所示，本发明实施例提供的菲涅尔透镜由多个菲涅尔透镜片层构成，该多个菲涅尔透镜片层分为依次排布的近距多视区A、中距多视区B和远距多视区C，各菲涅尔透镜片层具有多个菲涅尔透镜片，例如第一菲涅尔透镜片层1具有多个第一菲涅尔透镜片11，第二菲涅尔透镜片层2具有多个第二菲涅尔透镜片21。近距多视区A的菲涅尔透镜片的开口朝向与中距多视区B的菲涅尔透镜片的开口朝向相反。
图4为红外线经近距多视区A的菲涅尔透镜片聚焦的光路图，目标入侵近距监视场时，其发出的红外线经近距多视区A的菲涅尔透镜片倾斜透射，聚焦于传感元件，极大地提升了本菲涅尔透镜近距离探测的能力。各菲涅尔透镜片为明区，相邻菲涅尔透镜片之间形成暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR(Passive Infrared，被动红外传感元件)上产生变化热释红外信号，进而报警。
通常，同一菲涅尔透镜片层的菲涅尔透镜片相同。这样各菲涅尔透镜片层所探测的角度范围相同，且同一菲涅尔透镜片层内各菲涅尔透镜片所聚焦的能量一致。
本发明实施例中，各层所具有的菲涅尔透镜片沿远离近距多视区A的方向由少至多排布，各层所具有的菲涅尔透镜片的个数的计算公式为：
M＝3×N
其中，M为各层所具有的菲涅尔透镜片的个数，N为各菲涅尔透镜片层沿远离近距多视区的方向所对应的层数。各层所具有菲涅尔透镜片的个数是三的倍数，有利于相邻层之间形成暗区。
优选地，本菲涅尔透镜设有五个菲涅尔透镜片层；近距多视区A为第一菲涅尔透镜片层1，中距多视区B包括第二菲涅尔透镜片层2、第三菲涅尔透镜片层3和第四菲涅尔透镜片层4，中距多视区B内各菲涅尔透镜片的开口朝向相同，远距多视区C为第五菲涅尔透镜片层5。该设计保证了中距探测的效果，还进一步提升了近距和远距的探测能力。
具体地，第一菲涅尔透镜片层1具有三个菲涅尔透镜片11，第二菲涅尔透镜片层2具有六个菲涅尔透镜片21，第三菲涅尔透镜片层3具有九个菲涅尔透镜片31，第四菲涅尔透镜片层4具有十二个菲涅尔透镜片41，第五菲涅尔透镜片层5具有十五个菲涅尔透镜片51。由此形成五层四十五视区菲涅尔透镜，即一个菲涅尔透镜片对应一个视区，本菲涅尔透镜近距探测可达1～2m，中距探测为2～14m，远距探测可达14～15m，而且不同距离的探测灵敏度高。
在本发明实施例中，菲涅尔透镜为等齿深菲涅尔透镜，其齿深为0.17～0.25mm。应当注意，同一层的菲涅尔透镜片的齿深相等，不同层的菲涅尔透镜片的齿深不同，例如第一菲涅尔透镜片层1的菲涅尔透镜片11的齿深为0.24mm，第二菲涅尔透镜片层2的菲涅尔透镜片21的齿深为0.2mm。此齿深的菲涅尔透镜适宜注塑成型，尤可整体模压成型。
上述五层四十五视区菲涅尔透镜为方形，长和宽均为50mm。该菲涅尔透镜呈薄片状，厚度为0.5～1.2mm，优选为0.65mm。该形状的菲涅尔透镜探测角度为0～90°。
当然，上述菲涅尔透镜片还可由菲涅尔透镜单元按要求切割而成，再将各菲涅尔透镜片排列组合成本菲涅尔透镜。
另外，远距多视区C的菲涅尔透镜片51外端圆弧较里端圆弧多，利于远距探测。
本发明实施例使近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反，目标入侵近距监视场时，其发出的红外线经该视区的菲涅尔透镜片倾斜透射，聚焦于传感元件，极大地提升了菲涅尔透镜近距离探测的能力。各菲涅尔透镜片为明区，相邻菲涅尔透镜片之间形成暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR(Passive Infrared，被动红外传感元件)上产生变化热释红外信号，进而报警。此外，同一菲涅尔透镜片层的菲涅尔透镜片相同，这样各菲涅尔透镜片层所探测的角度范围相同，且同一菲涅尔透镜片层内各菲涅尔透镜片所聚焦的能量一致，利于探测。因此，本菲涅尔透镜可制成各种探测器，并应用于安防系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种菲涅尔透镜，由多个菲涅尔透镜片层构成，所述多个菲涅尔透镜片层分为依次排布的近距多视区、中距多视区和远距多视区，各菲涅尔透镜片层具有多个菲涅尔透镜片，其特征在于，所述近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向与所述中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝向相反，且所述中距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝上，同一层的菲涅尔透镜片的齿深相等，不同层的菲涅尔透镜片的齿深不同，所述近距多视区的菲涅尔透镜片的开口朝下，各层所具有的菲涅尔透镜片沿远离所述近距多视区的方向由少至多排布；同一菲涅尔透镜片层的菲涅尔透镜片相同；各层所具有的菲涅尔透镜片的个数的计算公式为：
M＝3×N
其中，M为各层所具有的菲涅尔透镜片的个数，N为各菲涅尔透镜片层沿远离所述近距多视区的方向所对应的层数；所述菲涅尔透镜具有五个菲涅尔透镜片层；所述近距多视区为第一菲涅尔透镜片层，所述中距多视区包括第二菲涅尔透镜片层、第三菲涅尔透镜片层和第四菲涅尔透镜片层，所述中距多视区内各菲涅尔透镜片的开口朝向相同，所述远距多视区为第五菲涅尔透镜片层。
2.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第一菲涅尔透镜片层具有三个菲涅尔透镜片，所述第二菲涅尔透镜片层具有六个菲涅尔透镜片，所述第三菲涅尔透镜片层具有九个菲涅尔透镜片，所述第四菲涅尔透镜片层具有十二个菲涅尔透镜片，所述第五菲涅尔透镜片层具有十五个菲涅尔透镜片。
3.如权利要求1或2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜为等齿深菲涅尔透镜，其齿深为0.17～0.25mm。
4.如权利要求1或2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述远距多视区的菲涅尔透镜片的外端圆弧条数较里端圆弧条数多。
5.一种探测器，其特征在于，所述探测器具有如权利要求1～4任一项所述的菲涅尔透镜。
6.一种安防系统，其特征在于，所述安防系统采用如权利要求5所述的探测器。
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