與常規(guī)球面和非球面透鏡不同,菲涅爾透鏡是平面透鏡,一側(cè)刻有許多同心凹槽。
菲涅爾透鏡的橫截面具有鋸齒形狀。與普通鏡片相比,可以減輕鏡片的重量和厚度,從而降低成本。菲涅爾透鏡這個(gè)名字來自于1800年代的法國(guó)物理學(xué)家奧古斯丁·吉恩·菲涅爾(Augustin Jean Fresnel),他在燈塔中使用了這種透鏡。
菲涅爾透鏡的優(yōu)點(diǎn)是重量輕,因此通常在需要大透鏡時(shí)使用。例如,燈塔和泛光燈需要非常大的鏡頭,但普通鏡頭會(huì)非常厚重。在其發(fā)明時(shí),使用的是菲涅耳透鏡。如今類似的使用示例包括交通燈透鏡和聚光燈。
它在我們?nèi)粘I钪械膽?yīng)用示例包括相機(jī)頻閃照明鏡頭、單鏡頭和雙鏡頭反光相機(jī)的取景器場(chǎng)鏡頭、投影儀的高亮度屏幕以及 LED 照明。也用作放大鏡、放大鏡等比較簡(jiǎn)單的放大鏡的鏡片。
菲涅爾透鏡的原理是利用光的折射,與普通透鏡類似。光的折射發(fā)生在透鏡的表面。如果嘗試使用簡(jiǎn)單的凸透鏡制作大直徑的透鏡,則不可避免地會(huì)朝透鏡中心方向變厚。
菲涅爾透鏡是去掉厚部分的透鏡。僅取出靠近凸面表面的區(qū)域,除去厚的部分,并收集在與凸面形狀相反的平坦面上。為了去除厚的部分,它被多個(gè)同心凹槽分開。通過去除中心的大部分厚度并減少周邊的厚度,我們創(chuàng)造了一種橫截面看起來像單板一側(cè)鋸子的透鏡。
基于這一原理,縮小同心凹槽之間的間距(更高的凹槽密度)可以提高圖像質(zhì)量,相反,加寬凹槽(更低的密度)可以提高光收集效率。
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