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菲涅尔透镜 (Fresnel lens) 多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的,透镜的要求很高,一片优质的透镜必须是表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1mm左右,特性为面积较大,厚度薄及侦测距离远。

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<p>菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。

  菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射(反射)在PIR上,第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。   菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹.通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用.传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵。菲涅尔透镜可以极大的降低成本。典型的例子就是PIR(被动红外线探测器)。PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看,你会发现在每个PIR上都有个塑料的小帽子。这就是菲涅尔透镜。小帽子的内部都刻上了齿纹。这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到10微米左右(人体红外线辐射的峰值)。成本相当的低。

  菲涅耳透镜可以把透过窄带干涉滤光镜的光聚焦在硅光电二级探测器的光敏面上,菲涅尔透镜由有机玻璃制成,不能用任何有机溶液(如酒精等)擦拭,除尘时可先用蒸馏水或普通净水冲洗,再用脱脂棉擦拭。   现在的相机对焦屏都是磨砂毛玻璃菲涅尔透镜,其优点是明亮和亮度均匀。对焦不准时,在对焦屏上的成像是不清晰的。为了配合更精确地对焦,一般在对焦屏中央装有裂像和微棱环装置。当对焦不准时,被摄体在对焦屏中央的像是分裂成两个图像,当两个分裂的图像合二为一时,表明对焦准确了。AF单反机的标准对焦屏一般不设有裂像装置,而是刻有一个小矩形框来表示AF区域,有些对焦屏上还刻有局部测光或点测光区域。早期AF单反机在光线较暗环境中对焦时,往往很难看见对焦框,就难以判断相机是以哪一点来作为对焦点,新一代单反机对焦屏上的对焦点会发光,或者有对焦声音提示,便于在复杂环境中确认对焦。不同类型的对焦屏有不同的用途、拍摄人像可能用如裂像对焦屏更好,带横竖线或刻度的对焦屏适用于建筑物摄影和文件翻拍;中间部分没有裂像而只有微棱的对焦屏适用于小光圈镜头,它不会有裂像一边亮一边黑的缺点。不少单反相机焦屏可由用户自己更换。又称螺纹透镜。

一、菲涅尔透镜基本原理 1.1 什么是菲涅尔透镜   菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔(Augustin.Fresnel)发明的,他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统&mdash;&mdash;灯塔透镜。   菲涅尔透镜(Fresnel Lense)是一种微细结构的光学元件,从正面看其象一个飞镖盘,由一环一环的同心园组成。   1.2 基本原理  其工作原理十分简单:假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面),拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度。   另外一种理解就是,透镜连续表面部分&ldquo;坍陷&rdquo;到一个平面上。从剖面看,其表面由一系列锯齿型凹槽组成,中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。 二、菲涅尔透镜分类   2.1 从光学设计上来划分:     1.1 正菲涅尔透镜:  光线从一侧进入,经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧,并且是有限共轭。  这类透镜通常设计为准直镜(如投影用菲涅尔透镜,放大镜)以及聚光镜(如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。  2.2 负菲涅尔透镜:  和正焦菲涅尔透镜刚好相反,焦点和光线在同一侧,通常在其表面进行涂层,作为第一反射面使用。   2. 从结构上划分:     圆形菲涅尔透镜  菲涅尔透镜阵列,  柱状菲涅尔透镜,  线性菲涅尔透镜,  衍射菲涅尔透镜,  菲涅尔反射透镜,  菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。 三、菲涅尔透镜应用:   菲涅尔透镜应用于多个领域,包括:  l 投影显示:菲涅尔投影电视,背投菲涅尔屏幕,高射投影仪,准直器;  l 聚光聚能:太阳能用菲涅尔透镜,摄影用菲涅尔聚光灯,菲涅尔放大镜;   l 航空航海:灯塔用菲涅尔透镜,菲涅尔飞行模拟;  l 科技研究:激光检测系统等;  l 红外探测:无源移动探测器;  l 照明光学:汽车头灯,交通标志,光学着陆系统。 四、总结  菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学元件,其设计和制造设计到多个技术领域,包括光学工程,高分子材料工程,CNC机械加工,金刚石车削工艺,镀镍工艺;模压、注塑、浇铸等制造工艺。 文章出处:成都菲斯特科技</p>

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