Датчики движения Panasonic PIR (PaPIR) обнаруживают инфракрасное излучение той же длины волны, что и излучение человека. С помощью линзы инфракрасные лучи фокусируются на отдельных элементах датчика. Таким образом, линза определяет расположение зон обнаружения, поле зрения и, следовательно, площадь и расстояние обнаружения.
Иногда, в зависимости от области применения и требований заказчика, необходимо маскировать датчик, чтобы ограничить поле зрения. В этом примечании к применению показано, как это сделать, и описаны как простой, так и сложный методы маскирования.

В датчиках PaPIR от Panasonic используется не одна линза, а многолинзовая система. Это означает, что чувствительные элементы проецируются в разных направлениях множеством небольших линз, как показано на рисунке 1. В данном примечании к применению мы будем называть эти небольшие линзы «микролинзами», а всю линзу целиком — линзой.

Датчики PaPIR представляют собой четырехэлементные сенсоры, то есть используют четыре чувствительных элемента. Как показано на рисунках 1 и 2, каждая микролинза создает набор из четырех лучей излучения. Важно знать, что невозможно изолировать отдельный луч, частично закрывая микролинзу; когда микролинза закрыта, все четыре луча остаются, но с пониженной чувствительностью в зависимости от степени закрытия. Например, когда закрыто 80% площади линзы, остается только 20% от возможности обнаружения. Это иллюстрируют рисунки 2 и 3а.

- Рисунок 2: Конфигурация пучка для объектива с пятью микролинзами. Поскольку датчик является четырехэлементным, в каждом из пяти блоков имеется четыре пучка. Разделить один пучок внутри блока невозможно, как показано на верхнем блоке пучка (зачеркнуто красным). Фактически, если линза частично закрыта, возможности обнаружения снижаются, как показано на блоке пучка в правом нижнем углу.

- Рисунок 3a: Датчик без маски (верхнее изображение) и результирующие зоны обнаружения (нижнее изображение).
- Рисунок 3b: Датчик с маской, полностью закрывающей внешние линзы (верхнее изображение), и результирующие зоны обнаружения. Внешние зоны полностью закрыты (нижнее изображение).
- Рисунок 3c: Датчик с маской, частично закрывающей внешние линзы (верхнее изображение), и результирующие зоны обнаружения. Зоны обнаружения находятся в том же положении, что и без маски, но их чувствительность снижена (нижнее изображение).

Для правильного нанесения маски необходимо тщательно определить требуемые условия эксплуатации для каждого конкретного применения. Что касается самой маски, очень важно выбрать материал, непрозрачный для инфракрасных лучей.

- Рисунок 4: Поперечное сечение сферической маски и линзы, где маска и линза имеют один и тот же центр. Толщина маски показана красным цветом, а расстояние между линзой и маской — оранжевым.

На следующем примере показан объектив датчика PaPIRs HDLDDT с дальностью действия 12 м, используемого для наблюдения за движением в проходе шириной 5 м в высотном складском помещении при высоте установки датчика 8 м.

Отправной точкой является незамаскированная зона обнаружения датчика HDLDDT:
* Рисунок 5: Зоны обнаружения и поле зрения линзы HDLDDT на высоте установки 8 м. Красные линии обозначают коридор шириной 5 м.
На этом этапе заказчик должен решить, какие наборы лучей следует сохранить и/или какие полностью замаскировать. Ниже показаны два различных метода или подхода к проектированию маски.

Простая маскировка:
Условия:
- Все наборы лучей
в коридоре должны быть полностью закрыты (между красными линиями на рисунке 5 и
зелеными лучами на рисунке 6)
- Создайте сферическую маску, как показано на рисунке 4
- Толщина маски: 1 мм
- Расстояние от линзы до маски: 1 мм

Следующая концепция была разработана с использованием SolidWorks:

- Рисунок 6: Поскольку некоторые микролинзы замаскированы лишь частично, возможности обнаружения снижаются. Потеря возможностей обнаружения пропорциональна отношению площади замаскированной линзы к площади всей линзы (70% замаскированной площади -> 70% потери возможностей обнаружения -> 30% возможностей обнаружения). Обратите внимание, что этот расчет необходимо выполнить в 3D для получения правильных значений. Это также видно на рисунке 4.

Сложное маскирование:
Условия:
- Полностью сохранить все наборы лучей
в пределах коридора (между красными линиями на рисунке 5 и
зелеными лучами на рисунке 6)
- Полностью перекрыть все лучи за пределами коридора
(за пределами красных линий на рисунке 5)
- Толщина маски: 1 мм
- Расстояние от линзы до маски: 1 мм.
Следующая концепция была разработана с использованием SolidWorks:

- Рисунок 7. Поскольку частично замаскированных микролинз нет, возможность обнаружения составляет либо 100%, либо 0%.
Концепции, показанные в предыдущем примере, предназначены для высоты установки 8 м. Для расчета зон обнаружения на другой высоте можно использовать теорему пересечения.

Компания Panasonic рада помочь в создании защитных масок, адаптированных под различные области применения. Для этого, пожалуйста, предоставьте следующую информацию:
- Тип линзы?
- Желаемые зоны обнаружения и высота установки (например
, поле 5 м x 10 м на высоте установки 7 м
)?
- Какие наборы лучей должны оставаться неизменными?
- Какие наборы лучей должны быть полностью
замаскированы?
- Конструкция маски (сферическая, плоская или другая)?
- Расстояние между маской и линзой датчика?
- Толщина маски?

@