菲涅爾透鏡的紋理是根據(jù)光的干涉及擾射以及相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的。由于它同其他的透鏡相比,具有體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)它擁有不遜于其它透鏡的良好聚光性和成像性能。以下是筆者對(duì)菲涅爾透鏡市場(chǎng)規(guī)模的詳細(xì)分析。
通過(guò)對(duì)菲涅耳透鏡市場(chǎng)規(guī)模分析得知菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) ,又稱(chēng)螺紋透鏡,是由法國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W古斯汀·菲涅爾(Augustin·Fresnel)發(fā)明的,他在1822年最初使用這種透鏡設(shè)計(jì)用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統(tǒng)--燈塔透鏡。菲涅爾透鏡多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片,也有玻璃制作的,鏡片表面一面為光面,另一面刻錄了由小到大的同心圓,它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的,透鏡的要求很高,一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔,紋理清晰,其厚度隨用途而變,多在1mm左右,特性為面積較大,厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。
菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用;二是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線(xiàn)及可見(jiàn)光的凸透鏡,效果較好,但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對(duì)精度要求不是很高的場(chǎng)合,如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測(cè)器等。
通過(guò)將數(shù)個(gè)獨(dú)立的截面安裝在一個(gè)框架上從而制作出更輕更薄的透鏡,這一想法常被認(rèn)為是由布封伯爵提出的??锥嗳?1743-1794)提議用單片薄玻璃來(lái)研磨出這樣的透鏡。而法國(guó)物理學(xué)家兼工程師菲涅爾亦對(duì)這種透鏡在燈塔上的應(yīng)用寄予厚望。根據(jù)史密森學(xué)會(huì)的描述,1823年,第一枚菲涅爾透鏡被用在了吉倫特河口的哥杜昂燈塔(Phare de Cordouan)上;透過(guò)它發(fā)射的光線(xiàn)可以在20英里(32千米)以外看到。蘇格蘭物理學(xué)家大衛(wèi)·布儒斯特爵士被看作是促使英國(guó)在燈塔中使用這種透鏡的推動(dòng)者。
應(yīng)用菲涅耳透鏡能夠?qū)⑻?yáng)光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面(高性能電池片)上,比傳統(tǒng)平板光伏(FPV)發(fā)電效率提高30%以上,滿(mǎn)足太陽(yáng)能聚光發(fā)電(CPV)和聚熱系統(tǒng)(TPV)中高能量高溫需求。
菲涅耳透鏡與傳統(tǒng)的透鏡相比,具有面積大、重量輕、價(jià)格比較低、輕便易攜帶等優(yōu)點(diǎn),是一種應(yīng)用十分廣泛的光學(xué)元件,其設(shè)計(jì)和制造涉及到多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,包括光學(xué)工程,高分子材料工程,CNC機(jī)械加工,金剛石車(chē)削工藝,鍍鎳工藝;模壓、注塑、澆鑄等制造工藝。因此,大型、高精密菲涅爾透鏡的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成為目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)部門(mén)技術(shù)發(fā)展的主要方向。菲涅爾透鏡在整個(gè)被動(dòng)紅外探測(cè)器中所起的作用是,當(dāng)有人進(jìn)入探測(cè)的范圍,菲涅爾透鏡將人體釋放的紅外光透過(guò)鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離A區(qū)或中距離B區(qū)或近距離C區(qū)的的同一焦點(diǎn)(此焦點(diǎn)就是整片透鏡的設(shè)計(jì)焦點(diǎn),從焦點(diǎn)到鏡片的距離稱(chēng)之為焦距)。這焦點(diǎn)的位置就是熱釋傳感器接受的面區(qū),紅外光正好被熱釋傳感器接收,熱釋傳感器將光信號(hào)變成電信號(hào)送入電子電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。以上便是筆者對(duì)菲涅耳透鏡市場(chǎng)規(guī)模的詳細(xì)介紹了。
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