Lente di Fresnel e sensori di movimento

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Sensori

Siete in tanti a chiedermi cosa sia la Lente di Fresnel in un sensore di movimento e quale sia il suo compito effettivo nell’ambito del suo funzionamento. Oggi, per rispondere alle vostre domande in merito, vi propongo di seguito qualche cenno storico ed una serie di informazioni utili ed interessanti sull’argomento.

La lente di Fresnel è stata inventata nel 1827 dall’ingegnere e fisico francese Augustin Jean Fresnel, in origine per l’utilizzo nei fari da navigazione: tale lente è caratterizzata da uno spessore totale ridotto che consente la realizzazione di ottiche meno voluminose. Con il tempo l’impiego di questo strumento venne esteso anche a molti altri settori, come ad esempio quello fotografico. Questa tipologia di lente consente la fabbricazione di ottiche di notevoli dimensioni e piccola distanza focale, il tutto senza il peso, l’ingombro e lo spessore dei materiali necessari per realizzare una tradizionale lente sferica della stessa potenza diottrica. Questo effetto si ottiene suddividendo la lente sferica in una sequenza di zone anulari concentriche, denominate “anelli di Fresnel”.

Per ogni sezione lo spessore della lente viene ridotto, tramutando la curva continua in una sequenza di superfici con uguale curvatura, ma non continue. Per estensione, infatti, vengono detti lenti o lamine a zone di Fresnel, tutti quegli oggetti con la stessa funzione, funzionanti a lunghezza d’onda fuori dallo spettro visibile. Per via della frammentazione che immette nelle immagini, la lente Fresnel viene usata in ambiti in cui è fondamentale limitare il più possibile il peso dell’oggetto, anche a discapito della qualità ottimale delle immagini. La tecnologia meccanica in continua progressione e l’utilizzo di polimeri migliori consentono, accrescendo la densità della serie delle sezioni, di ottimizzare le proprietà ottiche dei diottri. Come specificato sopra, la lente di Fresnel viene utilizzata negli ambiti e campi più disparati, dai mirini di alcuni modelli di fotocamera ai monitor per la realtà virtuale, dai sistemi d’ingrandimento per superfici ai lunotti sul retro con effetto grandangolare dei veicoli.

Le lenti di Fresnel in plastica stampata, senza dubbio più semplici ed accessibili da un punto di vista economico, vengono utilizzate molto spesso anche come lenti di ingrandimento, oltre che negli episcopi (dispositivi ottici che consentono di proiettare su un supporto fisico come un muro o uno schermo di proiezione, l’immagine in presa diretta da oggetti originali opachi, quali ad esempio i libri, le foto, le stampe, i giornali e così via) e nei rilevatori di movimento impiegati negli impianti d’allarme e d’antifurto. Nell’ambito dei rilevatori di movimento PIR (Passive InfraRed), ossia quei sensori elettronici che misurano i raggi infrarossi (IR) emessi dagli oggetti presenti nel loro campo di vista, i più comuni sono quelli che implementano le lenti di Fresnel o a specchio, in grado di catturare la radiazione infrarosso davanti al sensore, con un angolo visivo che varia dai 90 ai 110 gradi. I sensori di movimento PIR utilizzano la luce infrarossa: il rilevatore intercetta una variazione di temperatura, pertanto nel momento in cui una persona accede nell’ambiente monitorato, il calore corporeo emesso attiva il sensore che fa partire l’allarme.

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