كيف تعمل عدسة فريسنل بالأشعة تحت الحمراء السلبية في مجسات الحث؟

عدسة  فريسنل  عبارة عن صفيحة أو دائرية أو ذات شكل آخر، تُصنع بالحقن أو القولبة من مواد البولي أوليفين. تؤدي عدسة فريسنل وظيفتين رئيسيتين عند استخدامها مع المجس: الأولى هي التركيز، أي انكسار (انعكاس) إشارة الأشعة تحت الحمراء الحرارية على مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبي (PIR)، والثانية هي تقسيم منطقة الكشف إلى عدة مناطق مضيئة ومظلمة، بحيث تُحدث الأجسام المتحركة الداخلة إلى منطقة الكشف تغيرًا في إشارة الأشعة تحت الحمراء الحرارية على مستشعر PIR على شكل تغيرات في درجة الحرارة. ببساطة، تحتوي العدسة على أنماط مسننة متساوية البعد على أحد جانبيها. من خلال هذه الأنماط، يمكن الحصول على نطاق تمرير بصري (انعكاس أو انكسار) ضمن نطاق طيفي محدد. تتميز مرشحات النطاق البصري المستخدمة في المعدات البصرية المصقولة التقليدية بتكلفتها العالية، بينما تُسهم عدسات فريسنل في خفض التكاليف بشكل كبير. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبي (PIR)، الذي يُستخدم على نطاق واسع في أجهزة الإنذار. إذا نظرت إلى أحد هذه المستشعرات، ستجد غطاءً بلاستيكيًا صغيرًا على كل مستشعر PIR. هذه عدسة فريسنل. الجزء الداخلي من هذه العدسة الصغيرة مُزخرف بنقوش مسننة. تستطيع عدسة فريسنل هذه تحديد ذروة تردد الضوء الساقط إلى حوالي 10 ميكرون (ذروة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جسم الإنسان). سعرها منخفض للغاية.

تستطيع عدسة فريسنل تركيز الضوء المار عبر مرشح التداخل ذي النطاق الضيق على السطح الحساس للضوء في الكاشف الثانوي الكهروضوئي المصنوع من السيليكون. عدسة فريسنل مصنوعة من زجاج شبكي، ولا يمكن مسحها بأي محلول عضوي (مثل الكحول). عند إزالة الغبار، اشطفها أولاً بالماء المقطر أو الماء النظيف العادي، ثم امسحها بقطعة قطن ماصة.

بنية عدسات فريسنل PIR لمجسات الأشعة تحت الحمراء على شكل "نظارات"

تُعدّ عدسات فريسنل بمثابة "نظارات" مجسات الأشعة تحت الحمراء، فهي تُشبه النظارات البشرية. ويؤثر استخدامها الصحيح بشكل مباشر على فعاليتها، بينما يؤدي استخدامها غير الصحيح إلى خلل في التشغيل وتسريب البيانات، مما يُفقد المستخدمين والمطورين ثقتهم بها. يُتيح استخدامها الأمثل الاستفادة الكاملة من قدرتها على استشعار حركة الجسم البشري، مما يُساهم في توسيع نطاق تطبيقاتها باستمرار.E-Tayيمكن للشركة الصناعية تخصيص عدسات الأشعة تحت الحمراء وفقًا لمتطلبات العملاء، وعادةً ما يتم استلام العينات في غضون 30 يومًا. تتميز عدسة فريسنل بخطوط حلقية متعددة وزاوية استشعار كثيفة وبُعد بؤري طويل؛ حيث تكون مسافة الاستشعار العميقة للخطوط الحلقية طويلة والبُعد البؤري قصيرًا. كلما زاد دخول ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى الحلقة متحدة المركز، زادت كثافة الضوء وقوته. تشكل عدة حلقات متحدة المركز في نفس الصف منطقة استشعار رأسية، وتشكل الحلقات متحدة المركز قسم استشعار أفقي. كلما زادت مناطق الاستشعار الرأسية، زادت زاوية الاستشعار الرأسية؛ وكلما زاد طول العدسة، زاد قسم الاستشعار، وزادت زاوية الاستشعار الأفقية. إذا كان عدد الأقسام كبيرًا، فسيكون نطاق حركة الجسم البشري المُستشعر صغيرًا، بينما إذا كان عدد الأقسام صغيرًا، فسيكون نطاق حركة الجسم البشري المُستشعر أكبر. تتداخل الدوائر متحدة المركز للمناطق المختلفة مع بعضها البعض لتقليل المناطق العمياء بين المناطق. تتشكل المناطق العمياء بين المناطق، وبين الأقسام، وبين الأقسام. نظراً لأن العدسة مقيدة بزاوية مجال رؤية مسبار الأشعة تحت الحمراء، فإن زوايا الاستشعار الرأسية والأفقية محدودة، وكذلك مساحة العدسة. تُصنف العدسات إلى عدسات طويلة ومربعة ومستديرة من حيث الشكل، وتُصنف من حيث الوظيفة إلى عدسات أحادية المنطقة ومتعددة الأجزاء، وعدسات ثنائية المنطقة ومتعددة الأجزاء، وعدسات متعددة المناطق ومتعددة الأجزاء.