菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) 多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片,也有玻璃制作的,鏡片表面一面為光面,另一面刻錄了由小到大的同心圓,它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據相對靈敏度和接收角度要求來(lái)設計的,透鏡的要求很高,一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔,紋理清晰,其厚度隨用途而變,多在1mm左右,特性為面積較大,厚度薄及偵測距離遠。

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<p>菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當于紅外線(xiàn)及可見(jiàn)光的凸透鏡,效果較好,但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對精度要求不是很高的場(chǎng)合,如幻燈機、薄膜放大鏡、紅外探測器等。

  菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用,即將熱釋紅外信號折射(反射)在PIR上,第二個(gè)作用是將探測區域內分為若干個(gè)明區和暗區,使進(jìn)入探測區域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。   菲涅爾透鏡,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在透鏡的一側有等距的齒紋.通過(guò)這些齒紋,可以達到對指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用.傳統的打磨光學(xué)器材的帶通光學(xué)濾鏡造價(jià)昂貴。菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是PIR(被動(dòng)紅外線(xiàn)探測器)。PIR廣泛的用在警報器上。如果你拿一個(gè)看看,你會(huì )發(fā)現在每個(gè)PIR上都有個(gè)塑料的小帽子。這就是菲涅爾透鏡。小帽子的內部都刻上了齒紋。這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限制到10微米左右(人體紅外線(xiàn)輻射的峰值)。成本相當的低。

  菲涅耳透鏡可以把透過(guò)窄帶干涉濾光鏡的光聚焦在硅光電二級探測器的光敏面上,菲涅爾透鏡由有機玻璃制成,不能用任何有機溶液(如酒精等)擦拭,除塵時(shí)可先用蒸餾水或普通凈水沖洗,再用脫脂棉擦拭。   現在的相機對焦屏都是磨砂毛玻璃菲涅爾透鏡,其優(yōu)點(diǎn)是明亮和亮度均勻。對焦不準時(shí),在對焦屏上的成像是不清晰的。為了配合更精確地對焦,一般在對焦屏中央裝有裂像和微棱環(huán)裝置。當對焦不準時(shí),被攝體在對焦屏中央的像是分裂成兩個(gè)圖像,當兩個(gè)分裂的圖像合二為一時(shí),表明對焦準確了。AF單反機的標準對焦屏一般不設有裂像裝置,而是刻有一個(gè)小矩形框來(lái)表示AF區域,有些對焦屏上還刻有局部測光或點(diǎn)測光區域。早期A(yíng)F單反機在光線(xiàn)較暗環(huán)境中對焦時(shí),往往很難看見(jiàn)對焦框,就難以判斷相機是以哪一點(diǎn)來(lái)作為對焦點(diǎn),新一代單反機對焦屏上的對焦點(diǎn)會(huì )發(fā)光,或者有對焦聲音提示,便于在復雜環(huán)境中確認對焦。不同類(lèi)型的對焦屏有不同的用途、拍攝人像可能用如裂像對焦屏更好,帶橫豎線(xiàn)或刻度的對焦屏適用于建筑物攝影和文件翻拍;中間部分沒(méi)有裂像而只有微棱的對焦屏適用于小光圈鏡頭,它不會(huì )有裂像一邊亮一邊黑的缺點(diǎn)。不少單反相機焦屏可由用戶(hù)自己更換。又稱(chēng)螺紋透鏡。

一、菲涅爾透鏡基本原理 1.1 什么是菲涅爾透鏡   菲涅爾透鏡是由法國物理學(xué)家?jiàn)W古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發(fā)明的,他在1822年最初使用這種透鏡設計用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統&mdash;&mdash;燈塔透鏡。   菲涅爾透鏡(Fresnel Lense)是一種微細結構的光學(xué)元件,從正面看其象一個(gè)飛鏢盤(pán),由一環(huán)一環(huán)的同心園組成。   1.2 基本原理  其工作原理十分簡(jiǎn)單:假設一個(gè)透鏡的折射能量?jì)H僅發(fā)生在光學(xué)表面(如:透鏡表面),拿掉盡可能多的光學(xué)材料,而保留表面的彎曲度。   另外一種理解就是,透鏡連續表面部分&ldquo;坍陷&rdquo;到一個(gè)平面上。從剖面看,其表面由一系列鋸齒型凹槽組成,中心部分是橢圓型弧線(xiàn)。每個(gè)凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同,但都將光線(xiàn)集中一處,形成中心焦點(diǎn),也就是透鏡的焦點(diǎn)。每個(gè)凹槽都可以看做一個(gè)獨立的小透鏡,把光線(xiàn)調整成平行光或聚光。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。 二、菲涅爾透鏡分類(lèi)   2.1 從光學(xué)設計上來(lái)劃分:     1.1 正菲涅爾透鏡:  光線(xiàn)從一側進(jìn)入,經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡在另一側出來(lái)聚焦成一點(diǎn)或以平行光射出。焦點(diǎn)在光線(xiàn)的另一側,并且是有限共軛?! ∵@類(lèi)透鏡通常設計為準直鏡(如投影用菲涅爾透鏡,放大鏡)以及聚光鏡(如太陽(yáng)能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡?! ?.2 負菲涅爾透鏡:  和正焦菲涅爾透鏡剛好相反,焦點(diǎn)和光線(xiàn)在同一側,通常在其表面進(jìn)行涂層,作為第一反射面使用?! ?2. 從結構上劃分:     圓形菲涅爾透鏡  菲涅爾透鏡陣列,  柱狀菲涅爾透鏡,  線(xiàn)性菲涅爾透鏡,  衍射菲涅爾透鏡,  菲涅爾反射透鏡,  菲涅爾光束分離器和菲涅爾棱鏡。 三、菲涅爾透鏡應用:   菲涅爾透鏡應用于多個(gè)領(lǐng)域,包括:  l 投影顯示:菲涅爾投影電視,背投菲涅爾屏幕,高射投影儀,準直器;  l 聚光聚能:太陽(yáng)能用菲涅爾透鏡,攝影用菲涅爾聚光燈,菲涅爾放大鏡;   l 航空航海:燈塔用菲涅爾透鏡,菲涅爾飛行模擬;  l 科技研究:激光檢測系統等;  l 紅外探測:無(wú)源移動(dòng)探測器;  l 照明光學(xué):汽車(chē)頭燈,交通標志,光學(xué)著(zhù)陸系統。 四、總結  菲涅爾透鏡是一種應用十分廣泛的光學(xué)元件,其設計和制造設計到多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,包括光學(xué)工程,高分子材料工程,CNC機械加工,金剛石車(chē)削工藝,鍍鎳工藝;模壓、注塑、澆鑄等制造工藝。 文章出處:成都菲斯特科技</p>