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(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來設(shè)計(jì)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(yuǎn)。

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<p>菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡,效果較好,但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對(duì)精度要求不是很高的場合,如幻燈機(jī)、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(hào)折射(反射)在PIR上,第二個(gè)作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測區(qū)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(hào)。   菲涅爾透鏡,簡單的說就是在透鏡的一側(cè)有等距的齒紋.通過這些齒紋,可以達(dá)到對(duì)指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用.傳統(tǒng)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)紅外線探測器)。PIR廣泛的用在警報(bào)器上。如果你拿一個(gè)看看,你會(huì)發(fā)現(xiàn)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(nèi)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(人體紅外線輻射的峰值)。成本相當(dāng)?shù)牡汀?/span>

  菲涅耳透鏡可以把透過窄帶干涉濾光鏡的光聚焦在硅光電二級(jí)探測器的光敏面上,菲涅爾透鏡由有機(jī)玻璃制成,不能用任何有機(jī)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(xiàn)在的相機(jī)對(duì)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(duì)焦不準(zhǔn)時(shí),在對(duì)焦屏上的成像是不清晰的。為了配合更精確地對(duì)焦,一般在對(duì)焦屏中央裝有裂像和微棱環(huán)裝置。當(dāng)對(duì)焦不準(zhǔn)時(shí),被攝體在對(duì)焦屏中央的像是分裂成兩個(gè)圖像,當(dāng)兩個(gè)分裂的圖像合二為一時(shí),表明對(duì)焦準(zhǔn)確了。AF單反機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焦屏一般不設(shè)有裂像裝置,而是刻有一個(gè)小矩形框來表示AF區(qū)域,有些對(duì)焦屏上還刻有局部測光或點(diǎn)測光區(qū)域。早期AF單反機(jī)在光線較暗環(huán)境中對(duì)焦時(shí),往往很難看見對(duì)焦框,就難以判斷相機(jī)是以哪一點(diǎn)來作為對(duì)焦點(diǎn),新一代單反機(jī)對(duì)焦屏上的對(duì)焦點(diǎn)會(huì)發(fā)光,或者有對(duì)焦聲音提示,便于在復(fù)雜環(huán)境中確認(rèn)對(duì)焦。不同類型的對(duì)焦屏有不同的用途、拍攝人像可能用如裂像對(duì)焦屏更好,帶橫豎線或刻度的對(duì)焦屏適用于建筑物攝影和文件翻拍;中間部分沒有裂像而只有微棱的對(duì)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(jī)焦屏可由用戶自己更換。又稱螺紋透鏡。

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)家奧古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發(fā)明的,他在1822年最初使用這種透鏡設(shè)計(jì)用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統(tǒng)&mdash;&mdash;燈塔透鏡。   菲涅爾透鏡(Fresnel Lense)是一種微細(xì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件,從正面看其象一個(gè)飛鏢盤,由一環(huán)一環(huán)的同心園組成。   1.2 基本原理  其工作原理十分簡單:假設(shè)一個(gè)透鏡的折射能量僅僅發(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(xù)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。每個(gè)凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同,但都將光線集中一處,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(dú)立的小透鏡,把光線調(diào)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   2.1 從光學(xué)設(shè)計(jì)上來劃分:     1.1 正菲涅爾透鏡:  光線從一側(cè)進(jìn)入,經(jīng)過菲涅爾透鏡在另一側(cè)出來聚焦成一點(diǎn)或以平行光射出。焦點(diǎn)在光線的另一側(cè),并且是有限共軛。  這類透鏡通常設(shè)計(jì)為準(zhǔn)直鏡(如投影用菲涅爾透鏡,放大鏡)以及聚光鏡(如太陽能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡?! ?.2 負(fù)菲涅爾透鏡:  和正焦菲涅爾透鏡剛好相反,焦點(diǎn)和光線在同一側(cè),通常在其表面進(jìn)行涂層,作為第一反射面使用?! ?2. 從結(jié)構(gòu)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(yīng)用:   菲涅爾透鏡應(yīng)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(zhǔn)直器;  l 聚光聚能:太陽能用菲涅爾透鏡,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(tǒng)等;  l 紅外探測:無源移動(dòng)探測器;  l 照明光學(xué):汽車頭燈,交通標(biāo)志,光學(xué)著陸系統(tǒng)。 四、總結(jié)  菲涅爾透鏡是一種應(yīng)用十分廣泛的光學(xué)元件,其設(shè)計(jì)和制造設(shè)計(jì)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(jī)械加工,金剛石車削工藝,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>