一种菲涅尔透镜的测试设备及测试方法

技术领域

本发明涉及菲涅尔透镜技术领域，尤其涉及一种菲涅尔透镜的测试设备及测试方法。

背景技术

PIR是一种红外探测器，通过感应人体发出的红外光(波长9.6μm左右)进行触发，而在PIR前方还需装设菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜有两个作用：①聚焦作用，将人体发出的红外光进行聚焦，增强信号强度；②菲涅尔透镜有若干个焦点，可以将探测区分为若干个明区和暗区，当人或动物进入到探测区域内会形成温度变化的信号脉冲，PIR在接收到脉冲信号时，进行触发。

其中，在安装菲涅尔透镜时，通常需要根据菲涅尔透镜的焦距控制菲涅尔透镜与PIR之间的距离，以保证PIR的感应灵敏度。然而，目前在安装菲涅尔透镜的过程中，通常只能参考菲涅尔透镜焦距的设计值对菲涅尔透镜进行安装，而如果该菲涅尔透镜的实际焦距与其设计值有误差，则会影响到PIR的感应灵敏度。且相应的安装测试仅能靠PIR有无触发进行判断，无法直接观测到成像信号的强度。

发明内容

本申请提供的一种菲涅尔透镜的测试设备及测试方法，以能够解决现有技术在控制菲涅尔透镜与PIR之间的距离对其进行安装时，只能参考菲涅尔透镜焦距的设计值进行安装，而可能影响到PIR的感应灵敏度，且不能直接观测到成像信号强度的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种菲涅尔透镜的测试设备，其中，该菲涅尔透镜的测试设备包括：光源；热成像传感器，与光源分别设置于待测试的菲涅尔透镜的相对两侧，且热成像传感器、菲涅尔透镜以及光源在第一方向位于同一直线上；其中，菲涅尔透镜或热成像传感器在沿第一方向移动，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑时，将面积最小且强度最大的光斑对应的菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离确定为菲涅尔透镜的焦距。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括安装座，安装座包括伸缩装置，伸缩装置用于设置菲涅尔透镜或热成像传感器，以带动菲涅尔透镜或热成像传感器沿第一方向来回移动。

其中，伸缩装置在第一方向上还设置有多个等间距的标注刻度线，以在伸缩装置带动菲涅尔透镜或热成像传感器沿第一方向来回移动时，显示菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括支杆，支杆的一端可旋转地设置于安装座，支杆的另一端连接光源，以支撑光源；其中，在热成像传感器位于菲涅尔透镜的焦点所在位置处时，支杆的一端绕安装座在与第一方向平行的平面上旋转，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑，将出现有光斑对应的支杆绕安装座旋转的角度范围确定为菲涅尔透镜的感应角度。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括量角器，量角器正对支杆连接于安装座，用于测量支杆的一端绕安装座在与第一方向平行的平面上旋转的角度。

其中，支杆包括相互垂直设置的第一支杆和第二支杆，第一支杆可旋转地连接于安装座，光源连接于第二支杆远离第一支杆的一端。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括控制器，控制器连接于伸缩装置和支杆，用于控制伸缩装置沿第一方向伸缩以带动菲涅尔透镜或热成像传感器沿第一方向移动，并控制支杆的一端绕安装座在与第一方向平行的平面上旋转。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括显示器，显示器电连接于热成像传感器，用于显示热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成的光斑。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种菲涅尔透镜的测试方法，其中，该测试方法是通过菲涅尔透镜的测试设备对菲涅尔透镜进行测试的方法，菲涅尔透镜的测试设备包括：光源和热成像传感器；热成像传感器与光源分别设置于菲涅尔透镜的相对两侧，且热成像传感器、菲涅尔透镜以及光源在第一方向位于同一直线上；测试方法包括：控制菲涅尔透镜或热成像传感器沿第一方向移动，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑；对面积最小且强度最大的光斑对应的菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离进行测量，以确定为菲涅尔透镜的焦距。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括：安装座和支杆；支杆的一端可旋转的设置于安装座；测试方法还包括：将热成像传感器调整至菲涅尔透镜的焦点所在位置处；控制支杆的一端绕安装座在与第一方向平行的平面上旋转，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑；对出现有光斑对应的支杆绕安装座旋转的角度范围进行测量，以确定为菲涅尔透镜的感应角度。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的菲涅尔透镜的测试设备包括：光源和热成像传感器；其中，热成像传感器与光源分别设置于待测试的菲涅尔透镜的相对两侧，且热成像传感器、菲涅尔透镜以及光源在第一方向位于同一直线上，以在菲涅尔透镜沿第一方向移动，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑时，能够将其中面积最小且强度最大的光斑所对应的菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离确定为菲涅尔透镜的焦距，进而能够根据确定的该焦距控制菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离，对菲涅尔透镜进行安装，从而能够有效避免菲涅尔透镜的安装误差，以保证热成像传感器的感应灵敏度，且能够直接观测到光斑信号的强度，以方便进行误差判断。

附图说明

图1是本申请菲涅尔透镜的测试设备一实施例的主视图；

图2是图1中菲涅尔透镜的测试设备的侧视图；

图3是本申请菲涅尔透镜的测试方法第一实施例的流程示意图；

图4是本申请菲涅尔透镜的测试方法第二实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图和实施例对本申请进行详细的说明。

请参阅图1和图2，其中，图1是本申请菲涅尔透镜的测试设备一实施例的主视图，图2是图1中菲涅尔透镜的测试设备的侧视图。在本实施例中，该菲涅尔透镜的测试设备包括：光源21和热成像传感器22。

其中，本申请中提供的一种菲涅尔透镜的测试设备具体是用于对菲涅尔透镜10的测试中，以通过测试确定菲涅尔透镜10的焦距及感应角度，进而能够根据菲涅尔透镜10的焦距，控制菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离，对菲涅尔透镜10进行安装。

具体地，热成像传感器22与光源21分别设置于待测试的菲涅尔透镜10的相对两侧，比如，热成像传感器22、菲涅尔透镜10以及光源21分别通过一安装座23和支杆24的安装支撑，使其分别对应第一方向在同一条直线上平行间隔设置，且菲涅尔透镜10位于热成像传感器22和光源21之间。

可理解的，该第一方向具体是指在组装好菲涅尔透镜的测试设备时，热成像传感器22、菲涅尔透镜10以及光源21所在的同一条直线所对应的其中一个方向。而为了保证测试的方便，该第一方向具体可以是垂直于地面的竖直方向，且光源21可以通过支杆24或墙面吊装等方式进行悬空设置。

其中，菲涅尔透镜10或热成像传感器22在沿第一方向移动，也即菲涅尔透镜10和热成像传感器22在相互远离或相互靠近的过程中，热成像传感器22将采集光源21发出并透过菲涅尔透镜10的光线，以进行成像，而形成相应的光斑。

可理解的，基于菲涅尔透镜10自身的特性，菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离将直接影响到对应形成的光斑的状态，比如，二者之间的距离是否接近于菲涅尔透镜10的实际焦距，将直接影响到最终形成的光斑的面积大小和强度。

由此可知，在调整菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离的过程中，通过对相应形成的光斑的面积大小和强度进行观测，即可获知菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离是否接近于菲涅尔透镜10的实际焦距，从而能够在相应形成的光斑的面积达到最小且强度最大时，确定当前菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离，即为菲涅尔透镜10的实际焦距。

因此，在后续对菲涅尔透镜10进行安装时，则可依据本次确定的菲涅尔透镜10的实际焦距，控制菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离，以对菲涅尔透镜10进行安装，从而能够有效避免菲涅尔透镜10的安装误差，也便能够保证热成像传感器22的感应灵敏度，且在对菲涅尔透镜10的测试过程中能够直接观测到光斑信号的强度，以方便进行误差判断，而无需依据组装好的装设有该菲涅尔透镜10和该热成像传感器22的探测器是否被触发来确定热成像传感器22是否对应在菲涅尔透镜10的焦点位置处。

可选地，该光源21具体是能够发出波长为9.6微米红外光线的远红外光源21，以用于模拟人体发出的红外光，而对应的热成像传感器22为红外传感器。而在其他实施例中，该光源21还可以是能够发出可见光或近红外等任一合理波段光线的光源21中的一种，本申请对此不做限定。

可选地，该光源21与菲涅尔透镜10之间的距离不小于1米，以使该光源21发出的光线在到达菲涅尔透镜10的一侧面时，能够近似为平行光线，而不致影响到对菲涅尔透镜10的焦距所进行的测试。

可选地，该菲涅尔透镜10为单焦点，或多焦点且焦点为不同排列方式的任一合理的菲涅尔透镜10中的一种，本申请对此不做限定。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括安装座23，且该安装座23进一步包括一伸缩装置231，该伸缩装置231具体用于设置菲涅尔透镜10或热成像传感器22，也即，菲涅尔透镜10和热成像传感器22中的其中一个安装于该伸缩装置231上，从而能够在该伸缩装置231沿第一方向伸缩时，由该伸缩装置231带动沿第一方向来回移动。

可选地，该伸缩装置231具体包括可在第一方向上来回伸缩的伸缩杆和连接在该伸缩杆上的夹具，而菲涅尔透镜10和热成像传感器22中的其中一个由该夹具夹设固定，且另一个固定连接在安装座23上的对应位置处。

进一步地，在一实施例中，该伸缩装置231在第一方向上还设置有多个等间距的标注刻度线，以在伸缩装置231带动菲涅尔透镜10或热成像传感器22沿第一方向来回移动时，能够通过对该标注刻度线进行读数，获知菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离，从而能够对面积最小且强度最大的光斑所对应的菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离进行测量，以确定为菲涅尔透镜10的焦距。

在另一实施例中，在安装座23上还设置有一延伸方向对应于热成像传感器22、菲涅尔透镜10以及光源21所在直线的刻度柱25，且该刻度柱25上设置有多个等间距的标注刻度线，以在伸缩装置231带动菲涅尔透镜10或热成像传感器22沿第一方向来回移动时，能够通过对刻度柱25上的标注刻度线进行读数，获知菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离。

可选地，该伸缩装置231或刻度柱25对应的标注刻度线的刻画精度为0.1毫米，也即每相邻两个标注刻度线之间的距离为0.1毫米。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括支杆24，且该支杆24的一端可旋转地设置于安装座23，而支杆24的另一端连接光源21，以用于支撑光源21，并使光源21与热成像传感器22和菲涅尔透镜10位于同一直线上。

在热成像传感器22位于菲涅尔透镜10的焦点所在位置处时，比如，通过调整热成像传感器22与菲涅尔透镜10之间的距离，而使热成像传感器22对应形成的光斑的面积最小而强度最大时，保持二者之间的当前距离，以进一步使支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转，并持续观测热成像传感器22采集光源21透过菲涅尔透镜10的光线而形成的光斑，且同时对支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转的角度进行测量。在其他实施例中，还可以通过其他方式首先使热成像传感器22位于菲涅尔透镜10的焦点所在位置处后，进而使支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转，并持续观测热成像传感器22采集光源21透过菲涅尔透镜10的光线而形成的光斑。

则可理解的，因光源21安装于支杆24的另一端，在支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转的过程中，由支杆24支撑固定的光源21将逐渐偏离热成像传感器22和菲涅尔透镜10所在的直线，而使相应形成的光斑逐渐发生变化，也即，随着光源21偏离角度的变化，对应形成的光斑也将跟着平移。

而在该光源21超出了菲涅尔透镜10的感应范围，也即菲涅尔透镜10无法采集到该光源21发出的光线时，热成像传感器22也将无法对应形成相应的光斑，也即，随着支杆24的持续旋转，对应成像的光斑也将逐渐消失。

由此可知，通过对热成像传感器22能够对应成像而形成光斑所对应的支杆24绕安装座23旋转的角度范围进行测量，即可确定该菲涅尔透镜10的感应角度。比如，当该菲涅尔透镜10为多焦点菲涅尔透镜10时，热成像传感器22对应形成的光斑也将为多个，而该多个光斑在支杆24的旋转过程中均消失的临界点所对应的支杆24的旋转角度范围，即为该菲涅尔透镜10的感应角度。

其中，菲涅尔透镜的测试设备还包括量角器26，且该量角器26正对支杆24连接于安装座23上。具体地，该量角器26呈刻画有弧度角刻度的半圆形，且支杆24在该半圆形上的投影垂直于该半圆形的直边，并经过半圆形的圆心，以在支杆24绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转时，能够对相应的旋转的角度进行测量。

可选地，该量角器26的单位刻度为1°。

其中，在一实施例中，该支杆24进一步包括相互垂直设置的第一支杆241和第二支杆242，而该第一支杆241可旋转地连接于安装座23，光源21连接于第二支杆242远离第一支杆241的一端，且第一支杆241的延伸方向与第一方向平行。

进一步地，该第一支杆241连接于安装座23的位置不同于热成像传感器22和菲涅尔透镜10对应连接于安装座23的安装位置处，以在光源21向菲涅尔透镜10和热成像传感器22发出光线时，不会被第一支杆241干涉、遮挡。而在其他实施例中，支杆24连接光源21的另一端还可以向与第一方向垂直的方向弯折或倾斜延伸设置，也即第二支杆242具体是由第一支杆241弯折或倾斜延伸得到，以保证光源21在向菲涅尔透镜10和热成像传感器22发出光线时，不会被该支杆24干涉、遮挡即可，本申请对此不做限定。

进一步地，菲涅尔透镜的测试设备还包括控制器27，且该控制器27连接于伸缩装置231和支杆24，以能够控制伸缩装置231沿第一方向伸缩，以带动菲涅尔透镜10或热成像传感器22沿第一方向移动，并控制支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转。且该控制器27还能够为伸缩装置231的伸缩和支杆24的旋转提供动力。

可选地，该控制器27控制伸缩装置231沿第一方向伸缩的精度为0.1毫米，且控制支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上的旋转精度为1°，以能够有效地通过观测热成像传感器22形成光斑的状态，对菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离，以及支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上的旋转角度进行测量，进而能够确定菲涅尔透镜10的实际焦距和感应角度。

其中，为方便用户对热成像传感器22形成的光斑直接进行观测，菲涅尔透镜的测试设备还包括有一显示器(图未示出)，且该显示器电连接于热成像传感器22，以能够对热成像传感器22采集光源21透过菲涅尔透镜10的光线而形成的光斑进行实时显示。

在另一实施例中，菲涅尔透镜的测试设备还可以包括激光电子测试装置，以能够通过该激光电子测试装置对菲涅尔透镜10与热成像传感器22之间的距离，以及支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上的旋转角度进行测量，进而确定菲涅尔透镜10的实际焦距和感应角度。

另外，本申请还提供了一种菲涅尔透镜的测试方法，请继续参阅图3，图3是本申请菲涅尔透镜的测试方法第一实施例的流程示意图。在本实施例中，该菲涅尔透镜的测试方法具体是通过如图1和图2所示的涅尔透镜的测试设备对相应的菲涅尔透镜10进行测试的方法，该菲涅尔透镜的测试设备具体包括：光源21和热成像传感器22；热成像传感器22与光源21分别设置于菲涅尔透镜10的相对两侧，且热成像传感器22、菲涅尔透镜10以及光源21在第一方向位于同一直线上。本实施例包括如下步骤：

S31：控制菲涅尔透镜或热成像传感器沿第一方向移动，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑。

具体地，如图1和图2所示，在保证热成像传感器22、菲涅尔透镜10以及光源21在第一方向位于同一直线上，对应安装得到菲涅尔透镜的测试设备后，通过该菲涅尔透镜的测试设备带动菲涅尔透镜10或热成像传感器22沿第一方向移动，比如，通过控制设置有菲涅尔透镜10或热成像传感器22的安装座23上的伸缩装置231在第一方向上进行伸缩，以带动菲涅尔透镜10或热成像传感器22沿第一方向来回移动，从而不断调整热成像传感器22与菲涅尔透镜10之间的距离，使热成像传感器22采集光源21透过菲涅尔透镜10的光线，以进行成像，而形成相应的光斑。

S32：对面积最小且强度最大的光斑对应的菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离进行测量，以确定为菲涅尔透镜的焦距。

进一步地，在调整热成像传感器22与菲涅尔透镜10之间的距离，而使热成像传感器22对应形成的光斑的面积达到最小且强度最大时，对当前热成像传感器22与菲涅尔透镜10之间的距离进行测量，以确定为菲涅尔透镜10的焦距。

请参阅图4，图4是本申请菲涅尔透镜的测试方法第二实施例的流程示意图。本实施例包括如下步骤：

S41：将热成像传感器调整至菲涅尔透镜的焦点所在位置处。

具体地，在本实施例中，该菲涅尔透镜的测试方法也是通过如图1和图2所示的涅尔透镜的测试设备对菲涅尔透镜10所进行测试的方法。且该菲涅尔透镜的测试设备进一步包括安装座23和支杆24，而该安装座23又进一步包括一伸缩装置231，且该伸缩装置231用于设置菲涅尔透镜10或热成像传感器22，也即，菲涅尔透镜10和热成像传感器22中的其中一个安装于该伸缩装置231上，从而能够在该伸缩装置231沿第一方向伸缩时，由该伸缩装置231带动沿第一方向来回移动。

其中，支杆24的一端可旋转地设置于安装座23，且支杆24的另一端连接光源21，以用于支撑光源21，并使光源21与热成像传感器22和菲涅尔透镜10位于同一直线上。

其中，在通过调整热成像传感器22与菲涅尔透镜10之间的距离，而使热成像传感器22对应形成的光斑的面积最小而强度最大时，热成像传感器22即被调整至菲涅尔透镜10的焦点所在位置处。而在其他实施例中，还可以通过其他方式使热成像传感器22位于菲涅尔透镜10的焦点所在位置处，本申请对此不做限定。

S42：控制支杆的一端绕安装座在与第一方向平行的平面上旋转，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑。

进一步地，控制支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上进行旋转，并持续观测热成像传感器22采集光源21透过菲涅尔透镜10的光线而形成的光斑。

则可理解的，因光源21安装于支杆24的另一端，在支杆24的一端绕安装座23在与第一方向平行的平面上旋转的过程中，由支杆24支撑固定的光源21将逐渐偏离热成像传感器22和菲涅尔透镜10所在的直线，而使相应形成的光斑逐渐发生变化，也即，随着光源21偏离角度的变化，对应形成的光斑也将跟着平移。

S43：对出现有光斑对应的支杆绕安装座旋转的角度范围进行测量，以确定为菲涅尔透镜的感应角度。

其中，在该光源21超出了菲涅尔透镜10的感应范围，也即菲涅尔透镜10无法采集到该光源21发出的光线时，热成像传感器22也将无法对应形成相应的光斑，也即，随着支杆24的持续旋转，对应成像的光斑也将逐渐消失。

由此可知，通过对热成像传感器22能够对应成像而形成光斑所对应的支杆24绕安装座23旋转的角度范围进行测量，即可确定该菲涅尔透镜10的感应角度。比如，当该菲涅尔透镜10为多焦点菲涅尔透镜10时，热成像传感器22对应形成的光斑也将为多个，而该多个光斑在支杆24的旋转过程中均消失的临界点所对应的支杆24的旋转角度范围，即为该菲涅尔透镜10的感应角度。

可理解的，本申请中的菲涅尔透镜的测试方法的第一实施例和第二实施例所对应的菲涅尔透镜的测试设备是如上任一项所述的菲涅尔透镜的测试设备，而具体还可以包括控制器27、量角器26以及显示器等，以能够对应进行一些其他更具体的菲涅尔透镜的测试方法，具体请参阅图1和图2及相关文字描述，在此不再赘述。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的菲涅尔透镜的测试设备包括：光源和热成像传感器；其中，热成像传感器与光源分别设置于待测试的菲涅尔透镜的相对两侧，且热成像传感器、菲涅尔透镜以及光源在第一方向位于同一直线上，以在菲涅尔透镜沿第一方向移动，以使热成像传感器采集光源透过菲涅尔透镜的光线形成光斑时，能够将其中面积最小且强度最大的光斑所对应的菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离确定为菲涅尔透镜的焦距，进而能够根据确定的该焦距控制菲涅尔透镜与热成像传感器之间的距离，对菲涅尔透镜进行安装，从而能够有效避免菲涅尔透镜的安装误差，以保证热成像传感器的感应灵敏度，且能够直接观测到光斑信号的强度，以方便进行误差判断。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。