Што е оптички леќи на Фреснел

Леќите на Fresnel ја намалуваат количината на материјал што е потребен во споредба со конвенционалните леќи со делење на леќите во збир на концентрични ануларни делови. Идеален леќа на Фреснел би имал бесконечен број делови. Во секој дел, целокупната дебелина е намалена во споредба со еквивалентниот едноставен леќа. Ова ефикасно ја дели континуираната површина на стандардната леќа во збир на површини на истата искривување, со чекор -дисконтинуитети меѓу нив.

Во некои леќи, заоблените површини се заменуваат со рамни површини, со различен агол во секој дел. Таквите леќи можат да се сметаат како низа призми распоредени на кружен начин, со построги призми на рабовите и рамен или малку конвексен центар. Во првите (и најголемите) леќи на Фреснел, секој дел беше всушност посебна призма. Подоцна беа произведени леќи „Едно парче“ Фреснел, кои се користеа за автомобилски фарови, сопирачките, паркирањето и сигналните леќи за вртење, и така натаму. Во модерните времиња, компјутерската опрема за мелење контролирана (CNC) или 3-Д печатари може да се користат за производство на посложени леќи.

Дизајнот на леќи на Fresnel овозможува значително намалување на дебелината (а со тоа и масата и волуменот на материјалот), на штета на намалување на квалитетот на сликата на леќите, поради што прецизните апликации за сликање, како што се фотографијата, обично сè уште користат поголеми конвенционални леќи.

Леќите на Fresnel обично се изработени од стакло или пластика; Нивната големина варира од големи (стари историски светилници, големина на метар) до средно (СИДА за читање книги, поглед на OHP Графички проектори) до мали (TLR/SLR екрани на камера, микро-оптика). Во многу случаи, тие се многу тенки и рамни, скоро флексибилни, со дебелина во опсегот од 1 до 5 mm (1 ⁄ 32 до 3 ⁄ 16 во).

Повеќето современи леќи на Фреснел се состојат само од рефракција елементи. Меѓутоа, леќите на светилниците имаат тенденција да вклучуваат и рефракциони и рефлектирачки елементи, а вторите се надвор од металните прстени што се гледаат на фотографиите. Додека внатрешните елементи се делови на рефракција на леќи, надворешните елементи ги рефлектираат призмите, од кои секоја изведува две рефракции и една тотална внатрешна рефлексија, избегнувајќи ја загубата на светлина што се јавува во размислување од сребро огледало.

Апликација

Слика

Пластичен леќа Fresnel се продава како уред за зголемување на ТВ-екран

Леќите на Фреснел се користат во преносот CRT телевизор Sinclair FTV1, што го зголемува само вертикалниот аспект на дисплејот

Леќите на Fresnel се користат како едноставни рачни лупери. Тие исто така се користат за да се поправат неколку визуелни нарушувања, вклучително и нарушувања на окуларно-мотилноста, како што е страбизам. [14] Леќите на Фреснел се користат за да се зголеми визуелната големина на CRT дисплеите во џебните телевизори, особено Sinclair TV80. Тие исто така се користат во семафорите.

Леќите на Фреснел се користат во европските камиони со лево-погон кои влегуваат во Велика Британија и Република Ирска (и обратно, ирски камиони со десна рака, кои влегуваат во копно Европа) за да ги надминат слепите точки предизвикани од возачот што работи со камионот додека работи со камионот, додека управува со камионот додека Седејќи на погрешната страна на кабината во однос на страната на патот, автомобилот е вклучен. Тие се закачуваат на прозорецот од страната на патниците.

Друга автомобилска апликација на леќата Фреснел е засилувач на задниот преглед, бидејќи широкиот агол на гледање на леќи прикачени на задниот прозорец дозволи што ја испитуваат сцената зад возилото, особено високиот или опашката со блеф, поефикасно од задниот поглед огледало сам.

Мулти-фокалните леќи на Фреснел се користат и како дел од камерите за идентификација на мрежницата, каде што обезбедуваат повеќе слики во и надвор од фокусот на целта за фиксација во камерата. За буквално сите корисници, барем една од сликите ќе биде во фокусот, со што ќе се овозможи правилно усогласување на очите.

Леќите на Фреснел исто така се користат во областа на популарната забава. Британскиот рок -уметник Питер Габриел ги искористи во раните соло во живо за да ја зголеми големината на главата, за разлика од остатокот на неговото тело, за драматичен и стрип ефект. Во филмот „Тери Гилиам“ Бразил, пластичните екрани на Фреснел се појавуваат наводно како зголемувачи за малите монитори на ЦРТ што се користат низ канцелариите на Министерството за информации. Сепак, тие повремено се појавуваат меѓу актерите и камерата, искривувајќи ја скалата и составот на сцената до хумористичен ефект. Pixar Movie Wall-E има леќи Фреснел во сцените каде што протагонистот го гледа музичкото здраво, Доли! Зголемено на iPod.

Фотографија

Канон и Никон користеле леќи на Фреснел за да ја намалат големината на телефонските леќи. Фотографските леќи кои вклучуваат елементи на Фреснел можат да бидат многу пократки од соодветниот конвенционален дизајн на леќи. Никон ја нарекува технолошка фаза Фреснел.

Камерата Polaroid SX-70 користеше рефлектор на Фреснел како дел од неговиот систем за гледање.

Преглед и фотоапарати со голем формат можат да користат леќи на Фреснел во врска со стаклото на земјата, за да ја зголемат перцепираната осветленост на сликата предвидена со леќи на стаклото на земјата, со што помагаат во прилагодувањето на фокусот и составот.

Осветлување

Леќи на светилникот Инчкејт и механизам за погон

Висококвалитетни стаклени леќи од фреснел се користеле во светилниците, каде што се сметале за најсовремена уметност кон крајот на 19-ти и до средината на 20 век; Повеќето светилници сега имаат пензионирани леќи за стакло од услугата и ги заменија со многу поевтини и потрајни аеробеакони, кои самите често содржат пластични леќи од фреснел. [Потребно е цитирање] Системите за леќи Фреснел обично вклучуваат дополнителни првични призматички елементи, низа во фаза на куполи погоре и под централниот планар Фреснел, со цел да се фати целата светлина што се испушта од изворот на светлина. Лесната патека низ овие елементи може да вклучува внатрешен рефлексија, наместо едноставна рефракција во рамнинскиот елемент Фреснел. Овие леќи им дадоа многу практични придобивки на дизајнерите, градителите и корисниците на светилниците и нивното осветлување. Меѓу другото, помалите леќи би можеле да се вклопат во покомпактни простори. Поголемото пренесување на светлината на подолги растојанија и разновидните обрасци, овозможи да се триаголира позиција. [Потребно е цитирање]

Можеби најшироко распространетата употреба на леќи од Фреснел, за некое време, се случила во автомобилски фарови, каде што можат да го обликуваат приближно паралелниот зрак од параболниот рефлектор за да ги исполнат барањата за натопени и модели на глава, честопати и во иста единица на фаровите (такви како европски дизајн H4). Поради причини за економија, тежина и отпорност на влијание, поновите автомобили се распределија со стаклени леќи од фреснел, користејќи повеќеслојни рефлектори со обични леќи за поликарбонат. Како и да е, леќите на Фреснел продолжуваат со широка употреба во автомобилска опашка, маркер и светла за враќање.

Стаклените леќи од фреснел исто така се користат во инструментите за осветлување за театарски и слики со движење (види Фреснел фенер); Таквите инструменти честопати се нарекуваат едноставно Френелс. Целиот инструмент се состои од метално куќиште, рефлектор, склопување на ламби и леќи на Фреснел. Многу инструменти на Фреснел овозможуваат да се премести ламбата во однос на фокусната точка на леќите, да ја зголеми или намали големината на светлосен зрак. Како резултат, тие се многу флексибилни и честопати можат да произведат зрак како тесен како 7 ° или широко од 70 ° . Леќите на Фреснел произведуваат многу меко-острици, така што често се користи како светло за миење. Држач пред леќите може да одржи обоен пластичен филм (гел) за да ги залепи светлосните или жицата екрани или замрзната пластика за да го дифузира. Леќите на Фреснел се корисни во правењето слики во движење не само заради неговата способност да го фокусира зракот посветла од типичниот леќа, туку и затоа што светлината е релативно конзистентен интензитет низ целата ширина на зракот на светлината.

Систем за оптичко слетување на американскиот носач на авиони на морнарицата УСС Двајт Д. Ајзенхауер

Носачи на авиони и поморски воздушни станици обично користат леќи на Фреснел во нивните системи за оптички слетување. Светлината „ќофтиња“ му помага на пилотот во одржувањето на соодветна падина на слетувањето. Во центарот се килибарните и црвените светла составени од леќи на Фреснел. Иако светлата се секогаш вклучени, аголот на леќите од гледна точка на пилотот ја одредува бојата и положбата на видливата светлина. Ако светлата се појавуваат над зелената хоризонтална лента, пилотот е превисок. Ако е подолу, пилотот е премногу низок, и ако светлата се црвени, пилотот е многу низок. [Потребно е цитат

Проекција

Употребата на леќи на Фреснел за проекција на слика го намалува квалитетот на сликата, така што тие имаат тенденција да се појават само таму каде што квалитетот не е критичен или каде најголемиот дел од цврстиот леќа би бил забранет. Евтините леќи од фреснел можат да бидат запечатени или обликувани од транспарентна пластика и се користат во надземни проектори и телевизори за проекција.

Фреснел леќи со различна фокусна должина (еден колекционер и еден колекционер) се користат во комерцијална и DIY проекција. Леќите на Colmimator ја имаат долната фокусна должина и се ставаат поблиску до изворот на светлина, а колекционерските леќи, кои ја фокусираат светлината во тројните леќи, се става по сликата на проекцијата (активен матрица LCD панел во LCD проектори). Леќите на Fresnel се користат и како колиматори во надземни проектори.

Соларна енергија

Бидејќи пластичните леќи од фреснел можат да се направат поголеми од стаклените леќи, како и да бидат многу поевтини и полесни, тие се користат за концентрирање на сончева светлина за загревање во соларни шпорети, со соларни фалсификати и кај соларни колектори кои се користат за загревање вода за домашна употреба. Тие исто така можат да се користат за генерирање на пареа или за напојување на мотор Стирлинг.

Леќите на Фреснел можат да ја концентрираат сончевата светлина на сончевите ќелии со сооднос од скоро 500: 1. [19] Ова овозможува да се намали активната површина на соларни клетки, намалување на трошоците и овозможува употреба на поефикасни клетки што инаку би биле премногу скапи. Во почетокот на 21 век, рефлекторите на Фреснел започнаа да се користат во концентрирање на растенијата соларна енергија (CSP) за концентрирање на сончевата енергија.

Леќите на Фреснел можат да се користат за да се ублажи песок, дозволувајќи 3Д печатење во стакло.