I sensori PIR Panasonic (PaPIR) rilevano le radiazioni infrarosse alla stessa lunghezza d'onda emessa dagli esseri umani. Grazie a una lente, i raggi infrarossi vengono focalizzati sui singoli elementi del sensore. La lente determina quindi la disposizione delle zone di rilevamento, il campo visivo e, di conseguenza, l'area e la distanza di rilevamento.
Talvolta, a seconda dell'applicazione e delle esigenze del cliente, è necessario mascherare il sensore per limitare il campo visivo. Questa nota applicativa illustra come eseguire questa operazione e descrive sia un metodo di mascheratura semplice che uno più complesso.

Nei sensori PaPIR di Panasonic, la lente non è una singola lente, bensì un sistema multi-lente. Ciò significa che gli elementi sensibili vengono proiettati in diverse direzioni da una serie di piccole lenti, come mostrato in Figura 1. In questa nota applicativa, ci riferiremo alle piccole lenti come "microlenti", mentre la lente completa verrà chiamata semplicemente lente.

I sensori PaPIR sono sensori quadrupli, ovvero utilizzano quattro elementi sensibili. Come mostrato nelle Figure 1 e 2, ogni microlente crea un insieme di quattro fasci di radiazione. È importante sapere che non è possibile isolare un singolo fascio coprendo parzialmente una microlente; quando una microlente è coperta, tutti e quattro i fasci sono ancora presenti, ma con una sensibilità ridotta a seconda del grado di copertura. Ad esempio, quando l'80% dell'area della lente è coperta, rimane solo il 20% della capacità di rilevamento. Le Figure 2 e 3a illustrano questo concetto.

- Figura 2: Configurazione del fascio per un obiettivo con cinque microlenti. Poiché il sensore è di tipo a quattro elementi, ci sono quattro fasci in ciascuno dei cinque gruppi. Non è possibile separare un singolo fascio all'interno di un gruppo, come mostrato nel gruppo di fasci in alto (barrato in rosso). Infatti, se la lente è parzialmente coperta, la capacità di rilevamento si riduce, come illustrato dal gruppo di fasci in basso a destra.

- Figura 3a: Sensore senza maschera (immagine in alto) e zone di rilevamento risultanti (immagine in basso).
- Figura 3b: Sensore con maschera che copre completamente le lenti esterne (immagine in alto) e zone di rilevamento risultanti. Le zone esterne sono completamente coperte (immagine in basso).
- Figura 3c: Sensore con maschera che copre parzialmente le lenti esterne (immagine in alto) e zone di rilevamento risultanti. Le zone di rilevamento sono nella stessa posizione di quelle senza maschera, ma la loro capacità di rilevamento è ridotta (immagine in basso).

Per una corretta mascheratura, è necessario determinare con precisione le condizioni operative desiderate per ciascuna applicazione. Per la maschera stessa, è fondamentale scegliere un materiale non trasparente ai raggi infrarossi.

- Figura 4: Sezione trasversale della maschera sferica e della lente, dove maschera e lente condividono lo stesso punto centrale. Lo spessore della maschera è mostrato in rosso e la distanza tra la lente e la maschera in arancione.

L'esempio seguente mostra la lente del sensore PaPIR HDLDDT, con una portata di 12 metri, utilizzato per osservare i movimenti in un corridoio largo 5 metri, all'interno di un magazzino a scaffalature alte, con un'altezza di installazione del sensore di 8 metri.

Il punto di partenza è la zona di rilevamento non mascherata del sensore HDLDDT:
* Figura 5: Zone di rilevamento e campo visivo della lente HDLDDT ad un'altezza di installazione di 8 m. Le linee rosse indicano il corridoio largo 5 m.
A questo punto, il cliente deve decidere quali set di fasci mantenere e/o quali mascherare completamente. Di seguito sono illustrati due diversi metodi o approcci per la progettazione della maschera.

Mascheratura semplice:
Condizioni:
- Mantenere tutti i fasci
all'interno del corridoio completamente coperti (tra le linee rosse nella Figura 5, i
fasci verdi nella Figura 6)
- Creare una maschera sferica come mostrato nella Figura 4
- Spessore della maschera: 1 mm
- Distanza tra la lente e la maschera: 1 mm

Il seguente concept è stato sviluppato utilizzando SolidWorks:

- Figura 6: Poiché alcune microlenti sono solo parzialmente mascherate, la capacità di rilevamento risulta ridotta. La perdita di capacità di rilevamento è proporzionale al rapporto tra l'area della lente mascherata e l'area totale della lente (70% dell'area mascherata -> 70% di perdita di capacità di rilevamento -> 30% di capacità di rilevamento). Si noti che questo calcolo deve essere eseguito in 3D per ottenere i valori corretti. Ciò è visibile anche nella Figura 4.

Mascheratura complessa:
Condizioni:
- Mantenere completamente tutti i fasci
all'interno del corridoio (tra le linee rosse in Figura 5, i
fasci verdi in Figura 6)
- Interrompere completamente tutti i fasci all'esterno del corridoio
(al di fuori delle linee rosse in Figura 5)
- Spessore della maschera: 1 mm
- Distanza tra lente e maschera: 1 mm
Il seguente concetto è stato sviluppato utilizzando SolidWorks:

- Figura 7. Poiché non ci sono microlenti parzialmente mascherate, la capacità di rilevamento è del 100% o dello 0%.
I concetti mostrati nell'esempio precedente sono per altezze di installazione di 8 m. Per calcolare le zone di rilevamento a un'altezza diversa, è possibile utilizzare il teorema dell'intersezione.

Panasonic è lieta di assistervi nella creazione di maschere personalizzate per diverse applicazioni. A tal fine, vi preghiamo di fornire le seguenti informazioni:
- Tipo di lente?
- Zone di rilevamento desiderate e altezza di installazione (ad esempio
, campo di 5 m x 10 m a un'altezza di installazione di 7 m
)?
- Quali fasci devono rimanere invariati?
- Quali fasci devono essere completamente
mascherati?
- Design della maschera (sferica, piatta o altro)?
- Distanza tra la maschera e la lente del sensore?
- Spessore della maschera?

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