WikiSort.ru - Не сортированное

Ли́нза Френе́ля — представляет собой оптическую деталь со сложной ступенчатой поверхностью. Линза Френеля может заменить как сферическую, так и цилиндрическую линзы, а также другие оптические детали, например, призмы. При этом ступени такой линзы могут быть разграничены концентрическими, спиральными или линейными канавками^[1].

Линза Френеля, заменяющая сферическую линзу, состоит из концентрических колец, каждое из которых представляет собой участок конической поверхности с криволинейным профилем и является элементом поверхности сплошной линзы^[2]. Предложена Огюстеном Френелем для морских маяков.

Благодаря такой конструкции линза Френеля имеет малую толщину и вес даже при большой угловой апертуре. Сечения колец у линзы строятся таким образом, чтобы снижалась её сферическая аберрация, и лучи точечного источника, помещённого в фокусе линзы, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком (в кольцевых линзах Френеля)^[3].

Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые концентрируют световой поток в одном направлении, поясные по всем направлениям в определённой плоскости^[2].

Диаметр линзы Френеля может составлять от долей сантиметра до нескольких метров.

Применение

Основным недостатком линзы Френеля по сравнению с обычными линзами и традиционными объективами является высокий уровень паразитной засветки и разного рода «ложные изображения» из-за наличия переходных краевых участков между зонами, поэтому её использование для построения оптически точных изображений затруднено. Тем не менее, уже есть положительный опыт построения и таких оптических систем. Перспективным направлением может быть построение космических телескопов диаметром в десятки и сотни метров с использованием линз Френеля на основе тонких мембран^[4].

Линзы Френеля применяются:

• в осветительных устройствах, особенно подвижных, для минимизации веса и затрат на перемещение;
• в крупногабаритных фокусирующих системах морских маяков, в проекционных телевизорах, оверхед-проекторах (кодоскопах), фотовспышках, навигационных огнях, светофорах, железнодорожных линзовых светофорах и семафорных фонарях и фонарях пассажирских вагонов;
• в основе современных безочковых 3D-телевизоров некоторых производителей (см. лентикулярный линзовый растр)^[5].
• в инфракрасных (пирометрических) датчиках движения охранных сигнализаций;
• в линзовых антеннах;
• Оптико-локационная станция истребителя-бомбардировщика пятого поколения Lockheed Martin F-35 Lightning II.

В зеркальных фотоаппаратах линза Френеля используется вместо плоско-выпуклой коллективной линзы, которая строит изображение выходного зрачка объектива в плоскости окуляра видоискателя^[6]. Таким образом достигается равномерная яркость изображения в пределах всего кадра и удобство визирования. Кольцевая структура линзы маскируется матированием плоской поверхности, предназначенной для фокусировки объектива, а паразитное рассеивание не оказывает влияния на изображение.

Выпускаются тонкие плоские лупы с размером до книжного листа, представляющие собой лист прозрачного пластика, на котором оттиснута линза Френеля. Линза Френеля в виде пластиковой плёнки, наклеенной на заднее стекло автомобиля, уменьшает мёртвую (невидимую) зону позади автомобиля при взгляде через зеркало заднего вида. Перспективным считается использование линз Френеля в качестве концентратора солнечной энергии для солнечных батарей, позволившее довести КПД солнечных элементов до 44,7 %^[7].

Акустические линзы Френеля (точнее, изготавливаемые из звукопоглощающих материалов акустические зонные пластинки Френеля ) используются в акустике для формирования звукового поля.

• 
  Плоский, тонкий, прозрачный и гибкий пластиковый лист (лентикулярный линзовый растр), имеющий концентрические круги на нем, действует как линза Френеля.
• 
  Френелевская лупа размером с кредитную карту
• 
  Макрофотография поверхности линзы Френеля.
• 
  Линза Френеля для увеличения изображения на экране телевизора; у данной линзы практически отсутствует дисторсия
• 
  Вид на освещенный край кромки оптической системы посадки линзы Френеля на борту атомного авианосца «Дуайт Эйзенхауэр»
• 
  Принципиальная схема рассеивания света в фаре, где одна часть света отражается от параболического зеркала и преломляется через линзу Френеля
• 
  Линзы Френеля в маяке
• 
  Линза Френеля маршрутного светофора

Примечания

Литература

• Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В. И. Кузичев. Глава V. Детали оптических систем // Теория оптических систем / Т. В. Абивова. — М.: «Машиностроение», 1992. — С. 53—91. — 448 с. — 2300 экз. — ISBN 5-217-01995-6.

• М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.,: «Машиностроение», 1984. — 142 с. — 100 000 экз.

Для улучшения этой статьи желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Это заготовка статьи по оптике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.