基于菲涅尔透镜的室内LED射灯配光设计
博世产品总介绍
迪信安保器材 之 防火防盗产品系列
被动红外探测器 DS794ZE 长距离被动红外防盗探测器 ● 探测范围：标准：24米×15米 标准长距：61米×3米 可选长距：37米×8米 ● 信号处理：动态分析II （MAP II ）* ● 察性性能：被动红外+动态监测* ● 自动监察性能 ● 可更换镜片* ● 带动态监测功能 DS936吸顶式超薄型被动红外探测器 ● 探测范围：全方位，直径米（大约是安装高度的2位） 镜片可偏转，内部旋转±150 ● 信号处理：可选标准、中级和高级 ● 可平面安装，或半嵌入天花板中，或嵌入八角电盒 ● 可选被动红外灵敏度* DS939吸顶式被动红外防盗探测器 ● 多种高度安装方式，最高可达到25英尺米)的安装高度 ● 按照客户的要求来调节其光学镜片以改变探测范围 ● 外壳与背板可分离，安装简单 ● 高效的发光二极管和灯管设计使步测更容易 ● FSP 探测技术 ● 360°全方位，最大直径70英尺（21米）的探测范围 DS938Z 吸顶式、全方位、被动红外探测器 ● 探测范围：全方位，直径18米 可更换镜片适应不同安装高度（~6米） ● 信号处理：动态分析II （MAP II ）* ● 监察性能：被动红外监察+动态监测 ● 自检监察功能 * UL 、ULC 、CE 认证 UL 、CE 认证 UL 、ULC 、CE 认证
DS940T 被动红外探测器 ●探测范围：标准：12米×12米 ●使用凹槽式菲涅尔透镜，提供高效探测性能 ●温度补偿性能 ●防气流/昆虫 ●外观小巧，安装简易灵活，不宜发觉 ●带防拆开关 TR540 被动红外幕帘式防盗探测器 ●探测范围：标准：12米×米 ●使用“凹槽”式菲涅尔透镜，提供7种不同的探测范围模式 ●可水平/垂直方向偏转 ●防气流/昆虫 ●两种灵敏度设置供选择 被动红外探测器 型号信号处理探测范围（单位为米）动态 监测 镜片标准长距 DS794ZE动态分析II24×1561×3 37×8 ●可更换镜片 DS936加强型信号处理技术直径米×3600可更换镜片 DS938Z动态分析II 直径18米× 3600 ●可更换镜片 DS939FSP 直径21米× 3600 DS940T享有专利的信号处理技术12×12凹槽式菲涅尔透镜TR540享有专利的信号处理技术12× *表示专利技术 UL、CE认证
红外感应器(总结)
1 红外辐射，红外探测器原理，菲涅尔透镜(介绍红外很全面) 以及应用。 2 应用 红外线技术在测速系统中已经得到了广泛应用，许多产品已运用红外线技术能够实现车辆测速、探测等研究。红外线应用速度测量领域时，最难克服的是受强太阳光等多种含有红外线的光源干扰。外界光源的干扰成为红外线应用于野外的瓶颈。针对此问题，这里提出一种红外线测速传感器设计方案，该设计方案能够为多点测量即时速度和阶段加速度提供技术支持，可应用于公路测速和生产线下料的速度称量等工业生产中需要测量速度的环节[1] 。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 红外技术已经众所周知，这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 红外传感器发展前景 咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。 一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(MICRO-ELECTRO-MECHANICALSYSTEMS，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传
菲涅尔透镜的原理及应用
菲涅尔透镜的原理及应用 （国防科大理学院光学小组第六组） [摘要] 菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜可按照光学设计或结构进行分类。菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内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上产生变化热释红外信号。 [关键词] 菲涅尔透镜；原理；分类；应用；研究与发展状况 本文主要从菲涅尔透镜的历史，基本原理，分类，作用，应用以及国内外的研究与发展状况等方面完整介绍了菲涅尔透镜的相关知识。 1.简介 菲涅尔透镜 (Fresnel lens)，又称螺纹透镜，是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔（Augustin·Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。
菲涅尔透镜 菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内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上产生变化热释红外信号。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。 2.菲涅尔透镜的历史 通过将数个独立的截面安装在一个框架上从而制作出更轻更薄的透镜，这一想法常被认为是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-1794)提议用单片薄玻璃来研磨出这样的透镜。而法国物理学家兼工程师菲涅尔亦对这种透镜在灯塔上的应用寄予厚望。根据史密森学会的描述，1823年，第一枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔（Phare de Cordouan）上；透过它发射的光线可以在20英里（32千米）以外看到。苏格兰物理学家大卫·布儒斯特爵士被看作是促使英国在灯塔中使用这种透镜的推动者。 3.菲涅尔透镜的基本原理 菲涅尔透镜的工作原理十分简单：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。
大功率LED封装技术详解
大功率LED封装技术 关键词： 从实际应用的角度来看,安装使用简单、体积相对较小的大功率LED器件在大部分的照明应用中必将取代传统的小功率LED器件。由小功率LED组成的照明灯具为了满足照明的需要,必须集中许多个LED的光能才能达到设计要求,但带来的缺点是线路异常复杂、散热不畅,为了平衡各个LED之间的电流、电压关系,必须设计复杂的供电电路。相比之下,大功率单体LED的功率远大于若干个小功率LED的功率总和,供电线路相对简单,散热结构完善,物理特性稳定。所以说,大功率LED器件的封装方法和封装材料并不能简单地套用传统的小功率LED器件的封装方法与封装材料。大的耗散功率、大的发热量以及高的出光效率,给LED封装工艺、封装设备和封装材料提出了新的更高的要求。 1、大功率LED芯片 要想得到大功率LED器件,就必须制备合适的大功率LED芯片。国际上通常的制造大功率LED芯片的方法有如下几种： ①加大尺寸法。通过增大单体LED的有效发光面积和尺寸,促使流经TCL层的电流均匀分布,以达到预期的光通量。但是,简单地增大发光面积无法解决散热问题和出光问题,并不能达到预期的光通量和实际应用效果。 ②硅底板倒装法。首先制备出适合共晶焊接的大尺寸LED芯片,同时制备出相应尺寸的硅底板,并在硅底板上制作出供共晶焊接用的金导电层及引出导电层(超声金丝球焊点),再利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与硅底板焊接在一起。这样的结构较为合理,既考虑了出光问题又考虑到了散热问题,这是目前主流的大功率LED的生产方式。 美国Lumileds公司于2001年研制出了AlGaInN功率型倒装芯片(FCLED)结构,其制造流程是：首先在外延片顶部的P型GaN上淀积厚度大于500A的NiAu层,用于欧姆接触和背反射;再采用掩模选择刻蚀掉P型层和多量子阱有源层,露出N型层;经淀积、刻蚀形成N型欧姆接触层,芯片尺寸为1mm1mm,P型欧姆接触为正方形,N型欧姆接触以梳状插入其中,这样可缩短电流扩展距离,把扩展电阻降至最小;然后将金属化凸点的AlGaInN芯片倒装焊接在具有防静电保护二极管(ESD)的硅载体上。 ③陶瓷底板倒装法。先利用LED晶片通用设备制备出具有适合共晶焊接电极结构的大出光面积的LED芯片和相应的陶瓷底板,并在陶瓷底板上制作出共晶焊接导电层及引出导电层,然后利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与陶瓷底板焊接在一起。这样的结构既考虑了出光问题也考虑到了散热问题,并且采用的陶瓷底板为高导热陶瓷板,散热效果非常理想,价格又相对较低,所以为目前较为适宜的底板材料,并可为将来的集成电路一体化封装预留空间。 ④蓝宝石衬底过渡法。按照传统的InGaN芯片制造方法在蓝宝石衬底上生长出PN结后,将蓝宝石衬底切除,再连接上传统的四元材料,制造出上下电极结构的大尺寸蓝光LED芯片。
菲涅尔透镜简介
菲涅尔透镜介绍 菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ，又名螺纹透镜，一般由高透明材料注塑或压注而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。透镜的要求很高。一片优质的透镜必须表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1-2mm左右，特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。 菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合，如投影机、薄膜放大镜、红外探测器及照明等。 使用普通的凸透镜，会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅耳透镜就是采用这种原理的。菲涅尔透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路的平板玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。 菲涅尔透镜的应用 菲涅尔透镜应用于多个领域，包括： 投影显示：菲涅尔投影电视，背投菲涅尔屏幕，高射投影仪，准直器； 聚光聚能：太阳能用菲涅尔透镜，摄影用菲涅尔聚光灯，菲涅尔放大镜； 航空航海：灯塔用菲涅尔透镜，菲涅尔飞行模拟； 科技研究：激光检测系统等； 红外探测：无源移动探测器； 照明光学：汽车头灯，交通标志，光学着陆系统。 智能家居：安防系统探测器等 我公司生产的菲涅尔镜,采用主要注塑和热压两种方式。 注塑菲涅尔透镜： 设备是进口的高精密注塑机，主要生产小规格菲涅尔透镜（8吋以下），可以大规模提供需求。热压菲涅尔透镜： 设备是根据工艺需求自主设计制造的专用自动热压机。热压的菲涅尔镜产品精度高，质量好，主要用在成像方面，产品尺寸规格3-10吋，也可以定制超大尺寸的产品。外形由数控激光激光机切割，产品形状任意，可以根据客户需要选择定制。 根据菲涅尔透镜的工作原理，一般热压菲涅尔透镜的成像质量优于注塑产品，但热压的生产成本也高于注塑产品。因此用于图像处理时，要选用热压菲涅尔透镜，用于聚光处理的，可以选用注塑菲涅尔透镜。
Zemax全新菲涅耳透镜设计
Zemax○R菲涅耳透镜设计工具（UDS）--VR/AR解决方案 Zemax○R自定义面型（UDS）提供了复杂曲面建模的解决方案,使得复杂建模成为可能。 下面在序列模式下以菲涅耳透镜为例，简要概述其建模，仿真及优化能力。序列模式下，对菲涅耳透镜的建模尤其是对锯齿建模一直是个难点，以前一直没有好的解决方案。以前只能通过非序列模式，或者混合序列-非序列模式采用内置的Fresnel 1对锯齿建模。 但非序列模式下（或者混合非序列模式下）Fresnel 1实体建模有一些局限性，体现在： 1.锯齿结构都是小平面结构，如果是成像像质方面有要求的设计如VR，其像质很难达到 要求。这种平面结构主要用于照明等领域，像质要求相对较低。 2.锯齿结构的基底面都是平面，使用性受到限制。目前越来越多的VR使用球面等弧面作 为基底，因此弧面基底建模无法完成。 3.优化能力很困难，这主要是基于当某些光线打在无效的锯齿端面，所导致的杂散光造成。 杂散光的形成导致弥散斑尺寸难于控制及评价，因此几乎无法优化或者要经过一些光线筛选等冗繁的工作后，优化才能进行。 4.公差评估几乎无法实现，其目前的建模方法使得公差分析几乎无法进行，比如无法分析 面型加工公差等影响，所以无法预判加工的可靠性，给加工及评估带来非常大的困难。 序列模式下，虽然内置有多个菲涅耳面型，但都是理想的菲涅耳面（没有锯齿结构，或者说锯齿非常非常浅），这样的建模方式实际上导致了与实际菲涅耳透镜（带锯齿结构）的不符，导致了根本无法评价其性能参数与实际的成像质量。 本文通过自开发的自定义面型（UDS）在序列模式下实现了菲涅耳透镜的灵活建模，扩展了Zemax○R菲涅耳透镜的建模能力，并且自带有锯齿结构，更符合实际，也可直接用于优化及公差分析，可以导出为CAD文件。 核心功能点： 1.基底可以是平面，球面或者是柱面 2.锯齿选择可以是小平面近似或者完全光滑的曲面（更高的像质需求） 3.菲涅耳折射面可以用高的非球面来表征（至r^10项），用于满足高的像质需求 4.可以选择屏蔽杂散光，只对主要像斑点做出评价如点列图尺寸，MTF等 5.可以选择锯齿特征，如等深度锯齿，还是等宽度锯齿 6.可以设置拔模角（draft angle） 7.可直接优化，无需繁琐的杂散光线筛选 8.可用于公差分析等 9.可以输出面型格点数据或者CAD文件
菲涅尔透镜TracePro教程
菲涅尔透镜TracePro教程 首先，本教程是中使用的是TP7，采用RepTile特征应用在所要形成的菲涅尔面上。所以，在应用菲涅尔特性之前，先构建好菲涅尔物镜的结构。 1.构建镜框。 2.点定义，材料特性里面点鳞甲特性，打开鳞甲特性编辑器 3.点上图中的新增特性
命名，选好变化方式，根据你想要定义的内容来定。在这里，我选择可变参数。 点好确定之后，弹出上图，描述上面标注一下，将来用起来好识别。（可无）带宽在这里我输入的是0.225，（参考CYQ大师的进阶资料）。 4.输出数据，方便我们载出之后定义。 点这个按钮，载出。会弹出下面这个。 点保存这个txt文件，名字为Fresnel1.txt。注意存放位置，我们下面会用到。 5.下面最小化TP，让我们学习一下菲涅尔透镜的参数。 在上一个步骤，我们看到Facet Angle和Draft Angle，如下图所示，
这两个角度以及菲涅尔环带宽的介绍，参考如下文件，详见[1]： 我们可以知道，定义带宽之后，需要定义每个环带不同的倾斜角度。 6.为了教程的进行，我们借用TP手册中的资料来载入菲涅尔透镜的角度。 打开文件TracePro\Examples\Demos\Fresnel Lens Arcsecs.txt，该文件里面的数据指的是每一环下facet angle的度数，但是该角度的单位是arcseconds。这个单位是1/3600 度，所以，我们有必要转换回来。下面说的这个转换方法是在Excel 里面转换的，可以借鉴一下。 用Exele打开： 在B列输入公式=A1/3600，再应用 到各列。一共333列(可参考[2])。 拷贝好这一列数据，可以使用Cltl+ Shift+↓选择该列数据复制。 7.使用Excel打开之前的txt文件，Fresnel1.txt再粘贴上面的数据到A19
红外人体探测技术
红外人体探测报警技术 在红外线探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后，对电压信号进行波形分析。一种红外线探测器，其特征在于，包括：热电元件；电流-电压变换器，它把来自所述热电元件的电流变换成电压信号。 1.菲涅尔透镜 1）简述 菲涅尔透镜 (Fresnel lens)，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。透镜的要求很高。一片优质的透镜必须表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积大、厚度薄及侦测距离远。菲涅尔透镜在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。 2）分类 设计上来划分 ①正菲涅尔透镜： 光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧，并且是有限共轭。这类透镜通常设计为准直镜（如投影用菲涅尔透镜，放大镜）以及聚光镜（如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。 ②负菲涅尔透镜： 和正焦菲涅尔透镜刚好相反，焦点和光线在同一侧，通常在其表面进行涂层，作为第一反射面使用。 从结构上划分 圆形菲涅尔透镜，菲涅尔透镜阵列，柱状菲涅尔透镜，线性菲涅尔透镜，衍射菲涅尔透镜，菲涅尔反射透镜，菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。
3）应用 菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内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（被动红外线探测器）上产生变化热释红外信号。 4）原理 其工作原理十分简单：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。 另外一种理解就是，透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。 2.热释电红外探头 实现防盗功能以及其他类感应功能外部设备选取热释电红外探头，热释电红外探头采用外购RE200B型号热释电红外传感器，它是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。
(完整版)基于菲涅尔透镜的配光设计
基于菲涅尔透镜的配光设计 内容：一、概述 二、设计方法 三、设计步骤 报告人：陈志强 学号：201510800103 专业：光信1501
1、菲涅尔透镜概述 菲涅尔透镜(Fresnel lens)又称螺纹透镜，是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔（Augustin·Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统--灯塔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。 2、基本原理 假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。（如图1-1） 另外一种理解就是，透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球差。 图1-1
3、光学特性 使用普通的凸透镜，会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅耳透镜就是采用这种原理的。菲涅尔透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路（即菲涅耳带)的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。 二、设计方法 1、光源 本设计光源采用给定的点源，在TP软件中可以找到格点光源来仿真。 2、目标光斑 不同接收面的目标光斑有很大差异，具体如图3-9——图3-12。 3、环结构设计 设定环数为3个。 4、目标面 此设计目标接收面设置了4个，可参见图3-6。 三、设计步骤 1、光源格点光源参数如图3-1 图3-1
聚光光伏综述
文献综述 太阳能是一种洁净的自然再生能源，取之不尽，用之不竭。而且太阳能是所有国家和个人都能够得以分享的能源。为能经济有效的利用这一能源，人们从科学技术上着手研究太阳能的收集、转换、储存以及输送，已经并正在取得显著进展，这无疑对人类的文明具有重大意义。太阳能在转换过程中效率较低，10～20%可转变为电能，其余能量以散热的形式损失掉了，这就限制了太阳能的广泛应用，因此必须根据各地不同的气候和不同的需要来提高太阳能利用的转换效率，改善现有技术，减少装置成本。太阳能在未来能源结构中将占有主要地位，除了被动式的用于室内采光，建筑供暖和生活热水，主动式太阳能利用技术可以把太阳能转化其他形式的能源而获得更广阔的应用前景。太阳能的利用基本方式主要分为光热利用，光化学利用，光生物利用以及太阳能发电等。 对太阳能的利用主要是太阳能发电，对太阳能的利用主要是太阳能发电，在太阳能发电系统中，技术最复杂的组成部分应属太阳能电池。可以说，太阳能电池是太阳能发电系统的核心，其开发、生产直接影响到太阳能发电的普及和发展。早在1839年，法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。 硅是最理想的太阳能电池材料，这是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。在所有太阳电池中单晶硅太阳能电池是最常用的，技术也最为成熟光电转化效率较高的可达23.3％。但由于单晶硅材料价格及相应的繁琐工艺影响，单晶硅成本价格居高不下，大幅降低成本非常困难，无法实现太阳能发电的大规模普及。 采用聚光方法和光电/光热（Photovoltaic/Thermal,PV/T）综合转换，降低已经大规模生产的常规太阳电池光伏转换的成本，提高太阳电池的利用效率和经济性的可能性。用廉价的菲涅尔透镜聚光提高电池表面太阳辐射强度，从而达到提高单位电池面积输出功率，降低电池发电成本。这实际上是相当于用廉价的聚光器代替昂贵的半导体材料，使系统成本中的一部分从电池成本转移到聚光元件成本中去，因此降低了系统光伏转换的成本。另一方面通过冷却电池来降低电池工作温度，使电池能够在高效率下工作，同时得到一定量的余热回收，使太阳能
菲涅尔透镜的原理及应用
菲涅尔透镜的原理及应用 (国防科大理学院光学小组第六组） [摘要] 菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。菲涅尔透镜可按照光学设计或结构进行分类。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用；二是将探测区域内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上产生变化热释红外信号。 [关键词] 菲涅尔透镜；原理；分类；应用;研究与发展状况 本文主要从菲涅尔透镜的历史,基本原理,分类，作用，应用以及国内外的研究与发展状况等方面完整介绍了菲涅尔透镜的相关知识。 1.简介 菲涅尔透镜（Fresnｅｌ lens)，又称螺纹透镜,是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔(Aｕgｕstｉn·Ｆresnｅl)发明的，他在1８2２年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的,透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1ｍｍ左右,特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。
菲涅尔透镜 菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用；二是将探测区域内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上产 生变化热释红外信号。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。 2.菲涅尔透镜的历史 通过将数个独立的截面安装在一个框架上从而制作出更轻更薄的透镜，这一想法常被认为是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-１794)提议用单片薄玻璃来研磨出这样的透镜。而法国物理学家兼工程师菲涅尔亦对这种透镜在灯塔上的应用寄予厚望。根据史密森学会的描述,１8２3年，第一枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔(Phaｒe dｅ Cｏrdoｕan）上;透过它发射的光线可以在２０英里(３２千米）以外看到。苏格兰物理学家大卫·布儒斯特爵士被看作是促使英国在灯塔中使用这种透镜的推动者。 3.菲涅尔透镜的基本原理 菲涅尔透镜的工作原理十分简单:假设一个透镜的折射能量仅仅发生 在光学表面（如：透镜表面)，拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。
PIR 设计 菲涅尔透镜
这种叫热释电红外感应探头，菲涅尔透镜+PIR+CDS+BISS0001组成人体检测电路，HX2262是编码IC，产品上用了315声表滤波器说明这个产品是通过315MHz频率发射无线信号给主机接收的报警信号的。工作原理大概是这样：人体发出的红外线经菲涅尔透镜聚焦成一个个小光点。人体移动时发出的红外线经菲涅尔透镜聚焦光点不断地打在PIR红外线热释电感应器（图片中圆金属外壳中间有方方黑色窗口的元件）窗口内的2个热释电晶元上，当那2个热释电晶元上接受到的信号有差异时PIR才会送出被触发的信号（这样做是为了抗干扰），BISS0001是一颗带2级放大电路的热释电红外线信号处理专用IC。BISS0001可外接光敏电阻CDS调整这个产品在外部环境有多光亮时开始工作，PIR检测到的人体感应信号（微弱）输出到BISS0001放大、处理后得到一个时间可调的高电平信号输出送到HX2262编码IC进行编码（因为有的报警器有多路探头，编码后主机容易识别哪路在报警，编码后也防止别人破解），然后再送到RF电路（315声表滤波器、高频管、电感、电容组成的315MHz基频或叫载频振荡器）进行调制，315MHz的基频相当于水，HX2262送过来的信号相当于船。把船放到水中送出去，这种应叫超再
生电路。好多年没的搞了都忘了。 番外篇：PIR热释电红外传感器做得比较好的就我知道的是德国的海曼，日本尼赛拉的也不错，国产的不稳定。 另好的产品菲涅尔透镜都是定做的，菲涅尔透镜与PIR距离位置都是有软件模拟出来的。一般来说菲涅尔透镜都会有一定的弧度而PIR要放在菲涅尔透镜弧度组成的圆心中。 热释电红外是被动型的，所以天气热效果不好，人体如果移动很慢很慢也有可能不检测，另你可以在身体上裹床被子让他检测不到，另这个检测都是有角度的，单个PIR 如果不是圆球的菲涅尔透镜一般做得好的也就是110-120度左右，扇形。有死角。
各类传感器原理及说明
热电式红外传感器原理及说明 热电式红外传感器是被动式的红外传感器，其内部核心芯片为Biss0001。 下面对biss0001做重点介绍： Biss0001有如下特点： .CMOS工艺 .数模混合 .具有独立的高输入阻抗运算放大器 .内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰 .内设延迟时间定时器和封锁时间定时器 .采用16脚DIP封装 图3-1B ISS0001引脚图 表3.1 BIS0001引脚及其功能介绍 引 名称I/O 功能说明 脚 1 A I 可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触 发；反之，不可重复触发 2 VO O 控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳 变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的 上跳变时，Vo保持低电平状态。 3 RR1 -- 输出延迟时间Tx的调节端 4 RC1 -- 输出延迟时间Tx的调节端 5 RC2 -- 触发封锁时间Ti的调节端 6 RR2 -- 触发封锁时间Ti的调节端
7 VSS -- 工作电源负端 8 VRF I 参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复 位 9 VC I 触发禁止端。当Vc
菲涅尔透镜基本原理
菲涅尔透镜基本原理 什么是菲涅尔透镜 菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔（Augustin.Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。 菲涅尔透镜(Fresnel Lense)是一种微细结构的光学元件，从正面看其象一个飞镖盘，由一环一环的同心圆组成。 基本原理 其工作原理十分简单：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。 另外一种理解就是，透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。如下图： 从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。 菲涅尔透镜分类 从光学设计上来划分：
正菲涅尔透镜： 光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧，并且是有限共轭。这类透镜通常设计为准直镜（如投影用菲涅尔透镜，放大镜）以及聚光镜（如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。 负菲涅尔透镜： 和正焦菲涅尔透镜刚好相反，焦点和光线在同一侧，通常在其表面进行涂层，作为第一反射面使用。 从结构上划分： 圆形菲涅尔透镜 菲涅尔透镜阵列， 柱状菲涅尔透镜， 线性菲涅尔透镜， 衍射菲涅尔透镜， 菲涅尔反射透镜， 菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。 总结 菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学元件，其设计和制造设计到多个技术领域，包括光学工程,高分子材料工程，CNC 机械加工，金刚石车削工艺，镀镍工艺；模压、注塑、浇铸等制造工艺。国内拥有设计及制造能力的公司不多，成都菲斯特科技有限公司从1999年开始致力于菲涅尔透镜的研究，开发和生产，拥有先进的大型单点金刚石超精密模具加工设备和多种生产手段，擅长大型、高精密菲涅尔透镜的设计、开发和生产，同时是成都光电显示工程技术中心的依托单位。
太阳能用菲涅尔透镜介绍
菲涅尔透镜 在太阳能聚光光伏系统（在太阳能聚光光伏系统（CPV CPV CPV）中的应用 ）中的应用一、太阳能产业发展趋势 能源问题，成为我国经济发展的一个重要问题。为了落实科学发展观，建设节约型社会，到“十一·五”计划末，要实现资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗降低20%左右。可再生能源的利用，将成为实现这一目标的关键。 可再生能源是指可以永续利用的能源资源，如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等非化石能源。业内专家称，我国在发展3大主流可再生能源太阳能、风能、生物质能的过程中，应将太阳能产业放在第一位，它最适合我国国情。从环境条件看，中国西部大部分地区适合发展太阳能；另外中国人口众多，类似于欧洲的购电补偿模式也非常适用。 近年来，光伏发电和光热发电在我国已受到前所未有的重视，太阳能发电正在成为我国可再生能源一支生力军。 太阳能风能 水能生物能 二、聚光型太阳能系统（CPV）应用开始起步 据报道，当人类创造清洁、可再生能源的竞争越来越激烈时，太阳能产业将注意力集中在了新技术“聚光光伏（CPV ）太阳能”上，并希望通过这项技术生产具有规模效应的电力。
聚光光伏太阳能将传统的太阳能光电技术与大规模聚热太阳 能发电厂结合了起来，能够极大地强化太阳能生产。CPV技术通 过透镜或镜面将接收到的太阳能放大成百上千倍，然后将放大的 能量聚焦于效率极高的小光电池上。通过放大太阳能，该技术有 效地减少了光电池中半导体材料的用量。 三、聚光型太阳能系统（CPV）优势 基本原理：CPV通过聚光的方式把一定面积上的光通过聚光 系统会聚在一个狭小的区域（焦斑），太阳能电池仅需焦斑面积的大 小即可，从而大幅减少了太阳能电池的用量。同样条件下，倍率越 高，所需太阳能电池面积越小。 1、光伏发电新的成本降低技术路径。 2、系统转换效率高。 高倍率CPV采用GaAs等三五族化合物电池，CPV系统转换 效率达到28％，较硅基太阳能电池和薄膜太阳能电池高出不少。 四、菲涅尔透镜在聚光型太阳能系统（CPV）中的作用 CPV系统模组主要由太阳能电池、高聚光镜面菲涅尔透镜等光学聚光元件、太阳光追踪器组成。应用菲涅尔透镜的作用就是将光线从相对较大的区域面积转换成相当小的面积上，这种透镜也被称做集光器或聚光器。 在太阳聚光领域，菲涅尔透镜是聚光太阳能系统（CPV) 中重要的光学部件之一。太阳菲涅尔透镜聚光镜就是，透镜的 焦点刚好落在太阳能芯片上。当透镜面垂直面向太阳时，光线 将会被聚焦在电池片上，汇聚了更多的能量，因而需要较小的 电池片面积，大大节约了成本。 应用菲涅尔透镜能够将太阳光聚焦到入光面1/10至 1/1000甚至更小的接收面（高性能电池片）上，比传统平板光 伏（FPV)发电效率提高30％以上，满足太阳能聚光发电（CPV) 和聚热系统（TPV)中高能量高温需求。
菲涅尔透镜技术介绍
你知道，人体移动是如何被传感器感应的吗？ 人体感应传感器在我们日常生活中有着广泛的应用，例如，当我们进入银行ATM机时系统发出的温馨安全提醒，去到高级场所门会自动打开，回到家里灯会自动亮起，盗贼非法闯入会立即联动报警等等，诸多不用人控制便可发出对应信号或者做出相应举动的场景实现，都离不开人体移动传感器。 任何发热体都会产生红外线，人体每时每刻都在发射远红外线，同时每时每刻又在吸收远红外线。据测定，人体发射的远红外线波长在9.6微米附近，现在广泛普及的人体移动红外传感器，靠的就是探测人体发射的红外线。 （图片来源网络）
而感应人体的控制元件就是热释电红外线传感器，一种以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量变化的元器件，利用温度变化的特征来探测红外线的辐射，从而探测人体的靠近。 热释电红外线传感器只允许特定波长范围的红外光通过，换句话说，就是只对人体或体温近似人体的物体起作用，将灯光、阳光和其它红外辐射都统统“排除在外”，什么小动物、手机电磁场、灯光等都不会干扰到它的感测。 菲涅尔透镜，传感器的“眼镜” 在热释电红外线传感器感应红外线能量变化的过程中，单靠热释电红外线传感器本身是不够“准确”的，今天的主角——“菲涅尔透镜”，它在“人体移动感应”过程里起到了至关重要的作用。 （图片来源网络） 一是聚焦，将探测空间的红外线有效地集中到传感器上，并将入射光的波长峰值限制人体红外线辐射的范围内。不使用菲涅尔透镜时传感器的探测半径不足2米，配上菲涅尔透镜后传感器探测半径可达12米。
二是将探测区内分为若干个明区和暗区，使进入探测区的移动物体/人能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化的热释红外信号。在探测区内无人体移动时，热释电红外线传感器感应到的只是背景温度，当人体进入探测区，热释电红外线传感器感应到人体温度与背景温度的差异，信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比较，并以此判断是否真的有人等红外线源进入探测区域。 所以，如果说热释电红外线传感器是“眼睛”，菲涅尔透镜就是“眼镜”！
安全技术防范系统简介(报警系统)
安全技术防范系统简述 第一节安全技术防范系统的组成 For personal use only in study and research; not for commercial use 安全技术防范系统主要包括有：入侵报警系统、电视监控系统、出入口控制系统（门禁系统）。 第二节入侵报警系统 For personal use only in study and research; not for commercial use 入侵报警技术是将先进的科学技术（如传感器、电子技术、计算机技术、通信技术）应用于探测非法入侵和防止非法盗窃等犯罪活动的重要技术手段。 一个典型的入侵报警系统由报警探测器、传输系统和报警控制主机组成。入侵报警系统示意图如下： 当探测器检测到防范现场有入侵者时，产生报警信号并通过传输系统送到报警控制主机；报警控制主机经识别、判断后发出声、光报警，还可以控制多种外围设备，如打开现场灯光、启动录像等等，同时还可以将报警信息输出到上一级接警中心或有关部门。
一：入侵探测器 （一）入侵探测器概述 入侵探测器可以将感知到的各种形式的物理量（如移动、声响、压力、温度、振动等）的变化转化为符合报警控制主机处理要求的电信号，进而通过报警控制主机启动告警装置。 入侵探测器是入侵报警系统最前端的设备，也是整个系统中的关键部分，它在很大程度上决定着报警系统的性能、用途和报警系统的可靠性，是降低误报和漏报的决定性因素。 （二）入侵探测器的种类 银行营业场所使用的入侵探测器，基本上都是室内型。根据使用环境不同，主要有三种探测器类型：微波红外双技术探测器、开关式探测器（门磁探测器、紧急报警开关）、振动探测器。此外，个别环境还可能使用主动红外（红外对射）探测器。 1、微波红外双鉴（双技术复合）探测器： 此类探测器主要用于大面积区域的入侵防范，如：营业大厅、柜台内、ATM 清钞间等处；这是目前使用最多的一种探测器。 ①微波红外双鉴（双技术复合）探测器基本工作原理： 双技术探测器又称双鉴探测器，它是将二种探测技术结合在一起（可以理解为一台探测器内安装了二种不同探测原理的探测器），当二种探测器都探测到入侵时，才可以发出报警信号。 A、雷达式微波探测原理： 微波是一种高频电磁波，每个双鉴探测器内都有一个微波发射腔，（目前常用的双鉴探测器其微波发射频率约为10G左右或24G左右）。探测器不断的向防范区域发出微波信号，微波信号碰到物体时又将信号返送回探测器。当防范区域内的物体都是静止的时候，返回微波探测器的信号频率与发射频率一样，探测器处于非报警状态；当防范区域内有移动物体时，返回探测器的微波频率将发生变化，这种变化被探测器认为有入侵发生，从而触发报警输出。
菲涅尔透镜
菲涅尔镜片的原理和应用 菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的功效，配用不当产生误动作和漏动作，致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。 菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm 厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。 下图是常用镜片外观示意图： 下图是常用三区多段镜片区段划分、垂直和平面感应图。 当人进入感应范围，人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上，同心环与红外线探头有一个适当的焦距，红外光正好被探头接收，探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。 镜片主要有三种颜色，一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易变形。二、白色主要用于适配外壳颜色。三、黑色用于防强光干扰。镜片还可以结合产品外观注色，使产品整体更美观。 每一种镜片有一型号（以年号+系列号命名），镜片主要参数：
红外探头采用菲涅尔透镜的原理
菲涅尔透镜(Fresnel lens) 是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度一般在1mm 左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。 菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内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上产生变化热释红外信号。 菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹.通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用.传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。典型的例子就是PIR（被动红外线探测器）。PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看，你会发现在每个PIR上都有个塑料的小帽子。这就是菲涅尔透镜。小帽子的内部都刻上了齿纹。这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到10微米左右（人体红外线辐射的峰值）。成本相当的低。 菲涅耳透镜可以把透过窄带干涉滤光镜的光聚焦在硅光电二级探测器的光敏面上。 菲涅尔透镜由有机玻璃制成,不能用任何有机芤?如酒精等)擦拭。除尘时可先用蒸馏水或普通净水冲洗,再用脱脂棉擦拭。 菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的功效，配用不当产生误动作和漏动作，致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。 菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。图（1）是常用镜片外观示意图：