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2019/2/23

Fresnel Lens (菲涅爾透鏡, 菲涅耳透鏡, 夫瑞奈透鏡)

一般習慣的光學透鏡通常是使用凸透鏡、凹透鏡等,
最常看到的就是文具行賣的放大鏡,另外更精密的相機鏡頭、望遠鏡等。
圖片來源:露天拍賣

眼尖的朋友可能會發現有些可攜式、薄型化的放大鏡結構跟傳統曲面透鏡不同,
是一圈圈的溝槽型式,如下圖示:

圖片來源:露天拍賣名片型放大鏡
這種名片型放大鏡就是 Fresnel Lens的型式。

Fresnel Lens 並不是新東西,早在19世紀就由 Augustin Fresnel 發明並應用在燈塔的聚光用途,
跟一般傳統透鏡相比最大的優點就是"薄",
節省材料的使用量,也比較容易安裝,
缺點是成像品質比不上傳統曲面型式的透鏡,所以在相機鏡頭上很少會看到使用Fresnel Lens;
從 20 世紀中期開始,拜 CNC 設備、塑膠工業發展迅速所賜,
Fresnel Lens 的商品製造比以往更容易、更便宜,
應用上也越來越普及,例如上圖的名片型放大鏡,塑膠製品在拍賣網站上的售價不到 10 元。

Fresnel Lens的原理示意如下圖:
圖片來源:維基Fresnel Lens

雖然成像品質比不上傳統鏡頭,但是如果用在光源上其實就很適合,
很多應用上也是在光源的調整,例如太陽能晶片的聚光應該是近年最多的應用。

圖片來源:虎尾科大
另外看到的應用就是在AOI的線掃描光源聚光用:

圖片來源:泓邦科技準直光


參考資料:
1. 岳華展光電,塑膠菲涅爾透鏡
2. Augustin Jean Fresnel
3. 維基,Fresnel Lens
4. NTKJ,Cylindrical Fresnel Lens,寫mail問了NTKJ原廠,在台灣沒有代理商,可以透過官網直接聯繫。
5. 泓邦科技,Fresnel Lighting System




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