[發明專利]菲涅爾透鏡

有效

• 申請號: 201210093591.2
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102608681A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 黃祖衡;李偉強;馬楚
• 申請（專利權）人: 浙江大華智網科技有限公司
• 主分類號: G02B3/08
• 分類號: G02B3/08;G02B7/02
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;金璽

技術領域

本發明涉及一種光學器件，尤其涉及一種用于安防探測器的菲涅爾透鏡。

背景技術

菲涅爾透鏡就是在一側有等距的齒紋的透鏡，通過這些齒紋，可以起到對指定光譜范圍的光帶進行反射或者折射的作用。

菲涅爾透鏡通常是由聚烯烴等聚合材料注塑而成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的齒紋同心圓。在很多情況下，菲涅爾透鏡相當于紅外線及可見光的凸透鏡。菲涅爾透鏡作用主要有兩個：一是聚焦作用；二是將探測區域內分為若干個明區和暗區，使進入探測區域的移動物體能以溫度變化的形式在具有菲涅爾透鏡的被動紅外線探測器(PIR)上產生變化的熱釋紅外信號。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的“盲區”和“高靈敏區”，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發出的紅外線就不斷地交替從“盲區”進入“高靈敏區”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。因此，菲涅爾透鏡經常用于報警器等裝置。

現有的菲涅爾透鏡存在以下問題：

一、探測距離單一，且探測存在盲區。目前的菲涅爾透鏡通常由具有單一焦距的多個鏡片構成，而且鏡片之間會出現檢測范圍的“盲區”。

二，近距離探測不好。當紅外光線斜射近距離透鏡的同心圓齒紋時，會產生折射，但其光圈很大，無聚焦點，因此此類的透鏡不具備近距離的探測功能。反映在具體應用中，當被檢測物體迎著透鏡方向運動會出現探測不到或者移動到很近的距離時才能探測到的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種能夠實現多種探測距離、減少盲區、并改善近距離探測效果的菲涅爾透鏡。

本發明提供的菲涅爾透鏡包括第一透鏡部、第二透鏡部、第三透鏡部、第四透鏡部，所述四個透鏡部集成在一個透鏡面上，且，每個透鏡部均包括多個視窗。其中：第一透鏡部的焦距小于第二透鏡部的焦距；第二透鏡部的焦距小于第三透鏡部的焦距；第三透鏡部的焦距小于第四透鏡部的焦距，第二透鏡部相鄰地設置在第一透鏡部下方、第三透鏡部相鄰地設置在第二透鏡部下方，第四透鏡部相鄰地設置在第三透鏡部下方，且所述四個透鏡部的焦點位于同一點.

優選地，第二透鏡部中各視窗的中部與第一透鏡部中相鄰視窗之間的邊對齊、第三透鏡部中各視窗的中部與第二透鏡部中相鄰視窗之間的邊對齊、第四透鏡部中各視窗的中部與第三透鏡部中相鄰視窗之間的邊對齊。

優選地，所述第一透鏡部的焦距為26mm，探測的距離為10米-18米；第二透鏡部的焦距為26.5mm，探測的距離為10米-15米；第三透鏡部的焦距為27.5mm，探測的距離為6米-10米；第四透鏡部的焦距為29mm，探測的距離為0.5米-6米。

優選地，第一透鏡部、第二透鏡部、第三透鏡部、第四透鏡部中的每一個均包括一排視窗，每個視窗的尺寸相同。

優選地，第一透鏡部包括排成一排的13個視窗；第二透鏡部包括排成一排的10個視窗；第三透鏡部包括排成一排的7個視窗；第四透鏡部包括排成一排的5個視窗。

優選地，第三排視窗與第四排視窗的齒紋同心圓的圓心偏置于視窗幾何中心的下方。

優選地，所述菲涅爾透鏡的厚度為0.38毫米-0.42毫米。

優選地，所述菲涅爾透鏡的厚度為0.4毫米。

優選地，齒形加工公差小于0.002毫米。

優選地，所述四個透鏡部集成在一個圓柱型透鏡面或球型透鏡面上。

相對于現有技術，本發明的菲涅爾透鏡采用多層組合透鏡的設計，每層采用不同的透鏡設計焦距，通過變焦來實現遠距離、中距離、近距離的探測。而且，通過多層透鏡的相互彌補，減少了探測區域的盲區。

在本發明中，通過調整透鏡的光心位置，實現光線聚集到同一點。從而解決了物體迎著透鏡方向移動探測不到或需要到距離透鏡很近距離時才能探測到的問題。

本發明采用超薄壁厚的菲涅爾透鏡，減少了因菲涅爾透鏡厚，能量損失大產生的問題。

另外，傳統的菲涅爾透鏡由于采用電鑄模具拷貝加工，因此加工誤差大，使光線往往不能折射到一點上，從而導致能量損失大的問題。而本發明的菲涅爾透鏡采用超高精度機加工，提高了透鏡的加工精度，減少了能量損失。

附圖說明

圖1是本發明一種優選實施方式的菲涅爾透鏡的鏡面的平面投影示意圖；

圖2是圖1所示的第一排透鏡的齒形示意圖；

圖3是圖1所示的第二排透鏡、第三排透鏡的齒形示意圖；

圖4是圖1所示的第四排透鏡的齒形示意圖；