菲涅尔透镜的工作原理和应用

工作原理：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。

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。

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。

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。

菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。

当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。

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菲涅尔透镜化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。

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。

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。