Frenelio lęšis arba kaip gauti ugnį nuo saulės. Optika. Objektyvas. Frenelio objektyvas. Naminis LCD projektorius namų kinui Frenelio objektyvo veikimo principas

Tai koncentrinių žiedų, besiribojančių vienas su kitu, struktūra, kurią išrado fizikas Augustinas Fresnelis. Tokios formos objektyvas iš pradžių buvo naudojamas apšvietimo sistemose, projekciniuose televizorių ekranuose, objektyvų antenose, judesio jutikliuose ir kt. Tai vienas pirmųjų prietaisų, paremtų šviesos difrakcijos principu. Šiandien yra Frenelio lęšis, skirtas skaitymui, pomėgiams ir kitiems namų ūkio reikmėms. Yra net kišeninių variantų, kuriuos patogu pasiimti su savimi.

Jei jus domina didinamoji optika, greičiausiai jus sudomins Fresnel objektyvas. Jį galite nusipirkti pas mus Maskvoje. Siūlome žemas kainas ir tik aukštos kokybės produktus. Norėdami pateikti užsakymą, tiesiog įdėkite prekę į krepšelį. Kilus klausimams, susisiekite su mūsų konsultantais telefonu.

Frenelio lęšis Kromatech lankstus "Liniuote", art. 23149ac204

Bifokalinis lankstus lęšis su patogiais skalės ženklais išilgai kraštų. Pagrindinio objektyvo padidinimas yra 3x, papildomo objektyvo - 6x. Dydis – 19 x 6,5 cm Rankenos spalva – mėlyna, balta, raudona, rožinė, žalia (nurodykite perkant).

Kas yra Frenelio objektyvas?

Dėl mažos sferinės aberacijos lūžę šviesos spinduliai atsiranda beveik kaip vienas lygiagretus spindulys. Tai yra, lęšį galima įsivaizduoti kaip atskirų trikampio skerspjūvio prizmių plonų žiedų rinkinį, lūžtančių lygiagrečius spindulius ir nukreipiančius juos tokiu kampu, kad po lūžio jie susilieja viename židinio taške.

Yra ne tik konverguojantis arba teigiamas objektyvas, bet ir besiskiriantis (neigiamas). Neigiamame žiede prizmės grioveliai daromi kitokios formos. Dėl trumpo židinio nuotolio matymo laukas yra platus, o sumažintoje formoje jame telpa 2-3 kartus didesnis vaizdo plotas, nei galima uždengti plika akimi.

Kūrybos istorija

pradžioje Prancūzijoje buvo suburta komisija, kurios užduotis buvo tobulinti švyturių dizainą. Tuo metu švyturys buvo nepamainomas navigacijos įrenginys, todėl Europos jūrinės valstybės buvo suinteresuotos juos tobulinti.

Kad švyturio šviesa būtų matoma dideliu atstumu, žibintą reikia ne tik pastatyti ant aukšto bokšto, bet ir jo šviesą surinkti į spindulius. Tam šviesa buvo patalpinta įgaubto veidrodžio arba didelio susiliejančio lęšio židinyje, tačiau šie metodai turėjo nemažai trūkumų. Veidrodžio pagalba gaunamas tik vienas spindulys, o kadangi šviesa turi būti matoma visur, reikėjo įrengti daug veidrodžių su atskirais žibintais kiekviename. Jei nepaisysite galimybės su veidrodžiais, aplink vieną žibintą galite sumontuoti kelis lęšius, kurių dydis turėtų būti gana įspūdingas. Masyvus objektyvas gali tiesiog prarasti formą arba sprogti nuo karščio, taip pat yra didelė medžiagos nevienalytiškumo tikimybė.

Norėdami elegantiškai išspręsti šią problemą, į komisiją buvo pakviestas puikus prancūzų fizikas Auguste'as Jeanas Fresnelis. 1819 m. jis pasiūlė sudėtinį lęšį, kuris pašalino įprasto lęšio trūkumus: tai lengvas dizainas plonų žiedų pavidalu iš atskirų trikampio skerspjūvio prizmių. Fresnelis ne tik apskaičiavo idealią formą. Jis sukūrė kūrimo technologiją, prižiūrėjo gamybą, o kartais net pats dirbo darbininku. Rezultatas buvo puikus, o gautas šviesos ryškumas sužavėjo jūreivius. Taigi geriausiais tapo prancūziški švyturiai, kuriuos pripažino net ilgamečiai jūriniai konkurentai – britai.

Įrenginio programa

Nepralenkiamas prietaisas, sukurtas beveik prieš 200 metų, išlieka aktualus iki šių dienų. Jis naudojamas ne tik švyturiuose, bet ir priekinių žibintų, signalinių žibintų, projektorių dalių, šviesoforų gamybai. Dėl mažo svorio jį galima įmontuoti kaip nešiojamųjų šviestuvų dalį.

Yra daugybė šio nuostabaus išradimo variantų, skirtų naudoti buityje. Pavyzdžiui, Frenelio skaitymo lęšis, pagamintas iš lengvo permatomo plastiko su beveik nematomais apskritais grioveliais. Šie prietaisai yra įvairių formų ir daugelis iš jų netgi gali būti sulenkti.

Gana populiarus yra Fresnel parkavimo objektyvas, kuris automobilyje naudojamas vietoj panoraminio galinio vaizdo veidrodėlio. Dėl plonos dangos jis padengiamas ant galinio lango ir taip suteikia platų žiūrėjimo kampą, sumažinant regėjimo akląją zoną. Tai daroma siekiant užtikrinti saugumą, lengvesnį statymą atbuline eiga ir priekabos ar vilkimo valdymą.

Prizmės paviršiai, padengti aliuminio veidrodiniu sluoksniu, gali būti naudojami rentgeno teleskopuose. Tokie veidrodžiai ir lęšiai gaminami labai aktyviai: pavyzdžiui, iš lankstaus plastiko juos galima gaminti beveik kilometrus ir vėliau panaudoti dizaino idėjoms.

Fresnel objektyvas yra stalinis ir apšviestas, panašus į visus kitus didinamuosius įrenginius, skirtus naudoti namuose. Naudinga atliekant nedidelį (2-2,5 karto) smulkių detalių vaizdo padidinimą rankdarbių ar pomėgių procese.

Daugelis keliautojų taip pat naudoja Frenelio objektyvą. Kaina ir svoris gana kuklūs, todėl tokį įrenginį visada galite pasiimti su savimi. Kodėl to reikia keliaujant? Šis objektyvas gali surinkti saulės šviesą į nedidelę vietą, kuri gali įžiebti ugnį iš sausų medžiagų – popieriaus, lentų. Kai kurie patyrę turistai jį pritaiko nedideliam vandens kiekiui lauke pašildyti.

Šiame straipsnyje bus kalbama apie Fresnelio objektyvas ir kaip jį panaudoti kūrenant ugnį.

Ugnies gavimas iš saulės naudojant padidinamąjį stiklą yra labai daug darbo reikalaujantis, bet žavus procesas. Tačiau visada norisi kažko daugiau. Pavyzdžiui, kad ugnis įsiliepsnuotų iš karto, kai spindulys sufokusuotas į objektą, nesilaikant šamanų apeigos ir ritualai, tai yra, be didelių pastangų. Bet tam reikia surinkti kuo daugiau saulės spindulių į spindulį, tai yra, jums reikia objektyvo didelio skersmens. Bet čia yra trintis: kalbant apie įprastą stiklo lęšį.

1. Didelio skersmens objektyvą sunku gauti (įsigyti) (paprastai didžiausi objektyvai yra apie 100-120 mm skersmens).
2. Toks objektyvas nebus pigus.
3. Nešiotis su savimi bus nepatogu, nes didelis objektyvas sveria daug + jis yra stiklinis ir gali sulūžti.

Frenelio objektyvas.

Frenelio objektyvas yra plastmasinis skaidri plokštelė su koncentriniai įdubimai. Visos įpjovos fokusuoja vienoje vietoje. Pasirodo, tai savotiškas kompozicinis objektyvas. Tuo pačiu metu Frenelio objektyvas gali būti didelių dydžių ir būti lengvo svorio.

Didžiausias objektyvas, kurį pavyko užsisakyti iš vietinių internetinių parduotuvių, yra šis objektyvas maždaug A4 formato kraštovaizdžio lapo dydžio. Kaina žema lyginant su stikliniais didinamaisiais stiklais.

Šio objektyvo didinimo galimybės mane mažai domino. Leiskite tik pasakyti, kad jo dauginimasis yra 3x.

Frenelio objektyvas. Kuriame ugnį iš saulės.

Pagaliau išėjęs į gamtą, išbandžiau Fresnel objektyvą veikiant. Taigi, rugsėjo mėnesį, temperatūra kiek žemiau 20 laipsnių šilumos, oras saulėtas, laikas kiek daugiau nei 14 valandų.

Pagaliau pabandykime ką nors padegti naudodami objektyvą.
Nedvejodamas randu supuvusią lazdą. Sukoncentruoju į jį saulės spindulį. Toliau šiek tiek deginu vienoje vietoje.

O dabar Frenelio objektyvas pranoko visus mano lūkesčius. Lazda pradeda anglėti, o tada vietoje saulės spindulių įsižiebia liepsna!

Pabandykime, pavyzdžiui, padegti ką nors kita beržo žievės gabalas.
Šviesos spindulį nukreipiu į beržo žievę, lęšiu sukoncentruoju visus spindulius vienoje vietoje. Atkreipiu dėmesį, kad objektyvas yra gana didelis, todėl pagauti saulės spindulį yra šiek tiek sunkiau, reikia išlaikyti statmeną kryptį saulei. Taigi didžiausias saulės šviesos kiekis praeina pro objektyvą ir tada sufokusuojamas viename taške.

Deginame tik trumpą laiką, o beržo žievė taip pat suliepsnoja nuo saulės spindulių. Temperatūra yra pakankama užsidegimui.

Užkurti ugnį su objektyvu – vienas malonumas. Pavyzdžiui lengva padegti sausus lapus, kurių rudenį yra daug. Štai, mes surenkame krūvą lapų ir dedame ant geležies lakšto nuo kepsninės, kad čia nekiltų gaisras. Toliau, kaip įprasta, paimame Frenelio lęšį, sukoncentruojame saulės spindulį ir sudeginame vienoje vietoje.

Lapai šviečia, nepaisant to, kad saulė buvo šiek tiek už medžių, pūsti nereikėjo!

Dar geresnė žaluma yra sausa žolė. Renkame džiovintas augalų viršūnes.

Dėl to susidaro kumščio dydžio krūva.

Mirksi beveik akimirksniu! Idealus tinderis šioje situacijoje. Atsargiai, nekurk ugnies!

Aš galėjau uždegti ugnį naudodamas Frenelio objektyvą. net saulėlydžio metu, kai saulė jau slėpėsi už medžių ir darėsi šalta, nors čia reikėjo nupūsti nuo medžių išdžiūvusią žolę ir supuvusią medieną.

Frenelio objektyvas kaip išgyvenimo rinkinio elementas.

Pakalbėkime apie Frenelio objektyvo praktiškumą ir naudingumą. Kitaip tariant, ar verta imti Frenelio objektyvą su savimi į žygį ar kur geriausia jį naudoti?

Taip pat pažymėsiu, kad kalbame apie lygiai tokio paties dydžio fresnelio objektyvą, kokį svarsčiau. Kadangi kitų dydžių lęšiai turi visiškai skirtingas charakteristikas. Mažesnis objektyvas nesugeba taip efektyviai generuoti ugnies, teks daug vargti su tinderiu, todėl be tam tikrų įgūdžių ugnis gali visai neveikti.
Objektyvas didelio dydžio, pirma, jis jau labai stambus (nebetilps į maišelį), antra, jį dar sunkiau nusipirkti ar įsigyti.

Taigi privalumai:

Dabar minusai:

1. Saule, saule. Kiek mažai saulėtų dienų per metus. Priklausomybė nuo saulės yra pagrindinis ir didelis trūkumas kuriant ugnį iš didinamojo stiklo.
2. Objektyvas pagamintas iš plastiko, todėl stipriau paspaudus gali sulūžti. Koncentrines įpjovas taip pat lengva subraižyti. Todėl objektyvui geriau naudoti kokį nors dėklą, pavyzdžiui, popierinį aplanką arba plastikinį maišelį ar dildę.
3. Objektyvas vis dar didelis, degtukai ar žiebtuvėlis daug mažesni.
4. Degimo metu per ryški šviesa apakina akis, bet ne kritiškai. Galite nešioti akinius nuo saulės, bet aš asmeniškai jų nenaudoju.

Padarysiu išvadą, kad tokio dydžio Frenelio objektyvą patartina naudoti autonominėse kelionėse, kai gali baigtis dujų ar degtukų atsargos. Kuo ilgesnė autonominė kelionė, tuo praktiškesnis bus objektyvo naudojimas. Vietose, kur dažnai šviečia saulė, puikiai tiks ir frennelio lęšis. Pavyzdžiui, jei išvykstate porai savaičių į kalnus Kryme.


Ačiū visiems! Linkiu daugiau saulėtų dienų!

Uždegimas naudojant Frenelio objektyvo vaizdo įrašą.

Tai viskas. Palikite komentarus!

Frenelio objektyvas padidina savo kūrėjo portretą. (Puslapis iš leidyklos „Avanta+“ vaikų enciklopedijos tomo „Fizika, 2 dalis“).

Galite surinkti šviesą į siaurą spindulį naudodami įgaubtą veidrodį (a) arba objektyvą (b), pastatydami šviesos šaltinį židinio taške. Sferinio veidrodžio atveju jis yra pusės veidrodžio kreivio spindulio atstumu.

Konverguojantis objektyvas gali būti laikomas prizmių rinkiniu, kuris nukreipia šviesos spindulius į vieną tašką – židinį. Pakartotinai didinant šių prizmių skaičių ir atitinkamai sumažinus jų dydį, gauname beveik plokščią lęšį – Frenelio lęšį.

Švyturio apšvietimo sistemos projektavimas (Fresnelio brėžinys). Degiklio F šviesa fokusuojama lęšiais L ir L", atsispindi veidrodžiais M. Degiklio šviesą, sklindančią žemyn, norima kryptimi atspindi veidrodžių sistema (rodoma punktyrinėmis linijomis).

Taip atrodo modernus Frenelio objektyvas. Jis dažnai gaminamas iš vieno stiklo gabalo.

Frenelio liniuotės lęšis sufokusuoja saulės spindulius ne prasčiau, o net geriau (nes jis didesnis) nei įprastas stiklinis lęšis. Jo surinkti saulės spinduliai akimirksniu padegė išdžiūvusią pušies lentą.

Vienas iš šviesos bangų teorijos kūrėjų, puikus prancūzų fizikas Augustinas Jeanas Fresnelis gimė mažame miestelyje netoli Paryžiaus 1788 m. Jis užaugo kaip ligotas berniukas. Mokytojai jį laikė kvailu: būdamas aštuonerių jis nemokėjo skaityti ir sunkiai prisiminė pamoką. Tačiau vidurinėje mokykloje Fresnelis parodė puikius matematikos, ypač geometrijos, sugebėjimus. Gavęs inžinerinį išsilavinimą, nuo 1809 metų dalyvavo projektuojant ir tiesiant kelius ir tiltus įvairiuose šalies padaliniuose. Tačiau jo interesai ir galimybės buvo daug platesni nei paprasta inžinerinė veikla provincijos dykumoje. Fresnelis norėjo užsiimti mokslu; Ypač domėjosi optika, kurios teoriniai pagrindai tik pradėjo formuotis. Jis tyrinėjo šviesos spindulių, praeinančių pro siauras skylutes, besilenkiančių aplink plonus siūlus ir plokščių kraštus, elgesį. Išaiškinęs gautų paveikslėlių ypatybes, Fresnelis 1818–1819 m. sukūrė savo optinių trukdžių ir difrakcijos teoriją – reiškinius, kylančius dėl šviesos banginės prigimties.

pradžioje Europos jūrinės valstybės nusprendė kartu tobulinti švyturius – svarbiausius to meto navigacijos įrenginius. Prancūzijoje tam buvo sukurta speciali komisija, o Fresnelis buvo pakviestas dirbti dėl savo turtingos inžinerinės patirties ir gilių optikos žinių.

Švyturio šviesa turi būti matoma toli, todėl švyturio žibintas pakeliamas į aukštą bokštą. O norint surinkti jo šviesą į spindulius, žibintuvėlis turi būti pastatytas arba įgaubto veidrodžio, arba renkančio objektyvo, ir gana didelio, židinyje. Veidrodis, žinoma, gali būti bet kokio dydžio, bet jis duoda tik vieną spindulį, o švyturio šviesa turi būti matoma iš visur. Todėl kartais ant švyturių būdavo statoma pustrečios tuzino veidrodžių su atskiru žibintu kiekvieno veidrodžio židinyje (žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. 4, 2009, straipsnis). Aplink vieną žibintą galite pritvirtinti kelis objektyvus, tačiau padaryti juos reikiamo – didelio – dydžio beveik neįmanoma. Masyvaus lęšio stiklas neišvengiamai turės nehomogeniškumo, veikiamas savo gravitacijos praras formą, o dėl netolygaus kaitinimo gali sprogti.

Reikėjo naujų idėjų, o komisija, pasikvietusi Fresnelį, padarė teisingą pasirinkimą: 1819 m. jis pasiūlė sukurti kompozicinį objektyvą, neturintį visų įprastiniam objektyvui būdingų trūkumų. Fresnelis tikriausiai taip samprotavo. Lęšį galima įsivaizduoti kaip prizmių rinkinį, kuris laužia lygiagrečius šviesos spindulius – nukreipia juos tokiais kampais, kad po lūžio jie susilieja židinio taške. Tai reiškia, kad vietoj vieno didelio objektyvo galite surinkti plonų žiedų pavidalo konstrukciją iš atskirų trikampio skerspjūvio prizmių.

Fresnelis ne tik apskaičiavo žiedų profilių formą, bet ir kūrė technologiją bei prižiūrėjo visą jų kūrimo procesą, dažnai atlikdamas paprasto darbuotojo pareigas (pavaldiniai pasirodė itin nepatyrę). Jo pastangos davė puikių rezultatų. „Naujojo prietaiso sukuriamos šviesos ryškumas nustebino jūreivius“, – draugams rašė Fresnelis. Ir net britai – ilgamečiai prancūzų konkurentai jūroje – pripažino, kad prancūziškų švyturių projektai pasirodė patys geriausi. Jų optinę sistemą sudarė aštuoni kvadratiniai Frenelio lęšiai, kurių kraštinė yra 2,5 m, o židinio nuotolis – 920 mm.

Nuo to laiko praėjo 190 metų, tačiau Fresnelio pasiūlyti dizainai tebėra nepralenkiamas techninis prietaisas, ir ne tik švyturiams ir upių plūdurams. Dar visai neseniai įvairių signalinių žibintų stiklai, automobilių žibintai, šviesoforai, paskaitų projektorių dalys buvo gaminami Frenelio lęšių pavidalu. Ir visai neseniai didinamieji stiklai pasirodė liniuotės iš skaidraus plastiko su vos pastebimais apskritais grioveliais. Kiekvienas toks griovelis yra miniatiūrinė žiedinė prizmė; ir visi kartu jie sudaro susiliejantį objektyvą, kuris gali veikti ir kaip didinamasis stiklas, didinantis objektą, ir kaip fotoaparato objektyvas, sukuriantis apverstą vaizdą. Toks objektyvas gali surinkti Saulės šviesą į nedidelę vietą ir padegti sausą lentą, jau nekalbant apie popieriaus lapą (ypač juodą).

Frenelio lęšis gali būti ne tik susiliejantis (teigiamas), bet ir besiskiriantis (neigiamas) - tam reikia padaryti žiedinius prizmės griovelius ant skirtingos formos skaidraus plastiko gabalo. Be to, neigiamas Frenelio objektyvas su labai trumpu židinio nuotoliu turi platų matymo lauką, sumažintoje formoje dedamas kraštovaizdžio gabalas, du ar tris kartus didesnis nei plika akimi. Tokios „minusinės“ lęšių plokštės naudojamos vietoj panoraminių galinio vaizdo veidrodžių dideliuose automobiliuose, pavyzdžiui, mikroautobusuose ir universaluose.

Miniatiūrinių prizmių kraštai gali būti padengti veidrodiniu sluoksniu – tarkime, purškiant aliuminį. Tada Frenelio lęšis virsta veidrodžiu, išgaubtu arba įgaubtu. Pagaminti naudojant nanotechnologijas, tokie veidrodžiai naudojami teleskopuose, veikiančiuose rentgeno spindulių diapazone. O veidrodžiai ir matomos šviesos lęšiai, įspausti į lankstų plastiką, yra taip lengvai pagaminami ir pigūs, kad jie gaminami tiesiogine prasme kas kilometrais juostelėmis, skirtomis langų apmušalams ar vonios užuolaidoms.

Buvo bandymų naudoti Fresnelio objektyvus kuriant plokščius objektyvus fotoaparatams. Tačiau techniniai sunkumai trukdė dizaineriams. Balta šviesa prizmėje suskaidoma į spektrą; tas pats vyksta miniatiūrinėse Frenelio objektyvo prizmėse. Todėl jis turi reikšmingą trūkumą – vadinamąją chromatinę aberaciją. Dėl to objektų vaizdų kraštuose atsiranda vaivorykštės apvadas. Geruose objektyvuose kraštelis panaikinamas įrengus papildomus lęšius (žr. “Mokslas ir gyvenimas” Nr. 3, 2009, straipsnis). Tą patį būtų galima padaryti su Fresnelio objektyvu, bet tada plokščias objektyvas nebebūtų įmanomas.

Nepaisant infraraudonųjų spindulių judesio jutiklių įvairovės, beveik visų jų struktūra yra vienoda. Pagrindinis elementas juose yra pirodetektorius arba pirodetektorius, kurį sudaro du jautrūs elementai.

Piro imtuvo aptikimo zona yra du siauri stačiakampiai. Norėdami padidinti aptikimo sritį nuo vieno stačiakampio spindulio iki didžiausios galimos vertės
ir padidinti jo jautrumą, naudojami konverguojantys lęšiai.

Konverguojantis lęšis yra išgaubtos formos, jis nukreipia į jį patenkančius optinius spindulius į vieną tašką F – tai yra pagrindinis objektyvo židinys. Jei naudosite kelis iš šių lęšių, aptikimo sritis padidės.

Naudojant sferinius išgaubtus lęšius, įrenginio dizainas tampa sunkesnis ir brangesnis. Todėl infraraudonųjų spindulių judesio ir buvimo jutikliai naudoja Frenelio objektyvą.

Frenelio objektyvas. Kūrybos istorija

Prancūzų fizikas Auguste'as Fresnelis pasiūlė savo švyturio objektyvo projektą 1819 m.

Frenelio objektyvas yra gautas iš sferinio lęšio. Pastaroji buvo padalinta į daugybę žiedų, sumažinto storio. Taip atsirado plokščias objektyvas.

Dėl šios formos lęšiai buvo pradėti gaminti iš plonos plastikinės plokštės, todėl juos buvo galima naudoti apšvietimo įrenginiuose ir judesio bei buvimo jutikliuose.

Jutiklio lęšiai sudaryti iš daugelio segmentų, vadinamų Frenelio lęšiais. Kiekvienas segmentas nuskaito tam tikrą jutiklio aprėpties sritį. Judesio jutiklio lęšių formos lemia aptikimo zonos formą.

Pavyzdžiui, lubų įtaisai turi pusrutulio formos lęšius, atitinkančius 360 laipsnių. Įrenginiams su cilindriniais lęšiais paprastai yra 110-140 laipsnių. Taip pat yra kvadratinių formų aptikimo zonų.

B.E.G infraraudonųjų spindulių judesio ir buvimo jutiklių serijoje yra aukštos kokybės Frenelio lęšiai, užtikrinantys puikų aptikimą.

FRESNEL lęšis

Ankstesniame skyriuje nustatėme, kad norint apšviesti mūsų LCD skydelį, mums reikia Frenelio objektyvo arba „Fresnel“. Objektyvas pavadintas jo išradėjo, prancūzų fiziko Augustino Jeano Fresnelio vardu. Iš pradžių naudotas švyturiuose. Pagrindinė fresnelio savybė yra ta, kad jis yra lengvas, plokščias ir plonas, tačiau tuo pačiu turi visas įprasto lęšio savybes. Frenelis susideda iš koncentrinių trikampio profilio griovelių. Griovelių žingsnis yra panašus į jų profilio aukštį. Taigi paaiškėja, kad kiekvienas griovelis yra tarsi įprasto objektyvo dalis.

Reikėtų pažymėti, kad projektorius naudoja porą, o ne vieną fresnelį. Jei susiduriate su fresneliu iš grafinio projektoriaus, atkreipkite dėmesį, kad jis yra lygus iš abiejų pusių, t.y. iš tikrųjų jis susideda iš dviejų fresnelių, kurių briaunoti paviršiai atsukti vienas į kitą ir suklijuoti išilgai perimetro.

Kodėl naudoti du fresnelius ir ar galite apsieiti su vienu?

Pažiūrėk į diagramą ir viskas taps aišku.

Jei naudojamas tik vienas fresnelis, lempa turi būti maždaug dvigubai sufokusuota. Lempos spinduliai taip pat susilies maždaug dvigubai sufokusuodami. Minimalus turimų fresnelių židinio nuotolis yra 220 mm. Tai reiškia, kad struktūra turės būti labai išplėsta. Tačiau svarbiausia, kad tokiu atstumu nuo lempos iki fresnelio efektyvusis lempos ploto kampas pasirodo labai mažas.

Naudojant 2 fresnelius, abu trūkumai gali būti pašalinti. Šviesos šaltinis yra šiek tiek arčiau kairiojo fresnelio židinio nuotolio ir sudaro „įsivaizduojamą“ šaltinį už dvigubo dešiniojo fresnelio židinio nuotolio. Pravažiavę dešinįjį fresnelį, spinduliai susilies tarp židinio ir dvigubo židinio.

Grįžkime prie mūsų optinio dizaino iš ankstesnės dalies (turime omenyje, kad turime du fresnelius, nors vienas nupieštas):

Prisimeni, sakiau, kad ši diagrama supaprastinta? Jei viskas būtų taip, kaip buvo nupiešta, objektyvo mums nereikėtų. Kiekvienas šviesos šaltinio spindulys pereitų per vieną Frenelio tašką, tada per vieną matricos tašką ir skristų toliau, kol patektų į ekraną ir suformuotų jame norimos spalvos tašką. Taškiniam šaltiniui ir idealiai matricai tai būtų tiesa. Dabar pridėkime realizmo - netikslinis šaltinis.

Dėl to, kad kaip šviesos šaltinį naudojame lempą, t.y. Šviečiantis kūnas gana apibrėžtų, baigtinių matmenų, tikroji spindulių praėjimo schema atrodys taip:

1-asis statybos etapas - kairysis fresnelis sudaro lempos elektrinio lanko „virtualų vaizdą“. Mums reikia, kad teisingai nubrėžtume spindulių kelią per dešinįjį fresnelį.

2-asis konstravimo etapas - pamirštame apie kairiojo objektyvo buvimą ir sukuriame dešiniojo objektyvo spindulių kelią, tarsi „įsivaizduojamas“ vaizdas būtų tikras.

3 etapas – išmeskite viską, kas nereikalinga, ir sujunkite dvi schemas.

Nesunku atspėti, kad būtent toje vietoje, kur susidaro lempos lanko vaizdas, turime montuoti objektyvą. Šiuo atveju lanko vaizdas turi informaciją apie kiekvieno matricos pikselio, per kurį praėjo šviesa, spalvą (neparodyta paveikslėlyje).

Koks turėtų būti fresnelių židinio nuotolis?

Fresnel, nukreiptas į lempą, yra sufokusuotas kuo trumpiau, kad būtų didesnis aprėpties kampas. Antrojo fresnelio židinio nuotolis turi būti 10-50% didesnis nei objektyvo židinio nuotolis (1-2 cm atstumas nuo fresnelio iki matricos, pati matrica yra tarp židinio ir dvigubo objektyvo židinio, priklausomai nuo apie atstumą nuo objektyvo iki ekrano). Tiesą sakant, labiausiai paplitę fresneliai rinkoje yra tie, kurių židinio nuotoliai yra 2: 220 mm ir 330 mm.

Renkantis fresnelių židinio nuotolį, reikia atkreipti dėmesį į tai, kad, skirtingai nei įprasti lęšiai, fresneliai yra kaprizingi šviesos kritimo kampui. Leiskite paaiškinti dviem diagramomis:

Keista ta, kad spinduliai, patenkantys į gofruotą fresnelio paviršių, turi būti lygiagrečiai optinei ašiai (arba turėti minimalų nuokrypį nuo jos). Priešingu atveju šie spinduliai „išskrenda“. Kairėje diagramoje šviesos šaltinis yra maždaug kairiojo objektyvo židinyje, todėl spinduliai tarp lęšių eina beveik lygiagrečiai optinei ašiai ir galiausiai susilieja maždaug antrojo objektyvo židinyje. Dešinėje diagramoje šviesos šaltinis yra daug arčiau nei židinio nuotolis, todėl dalis spindulių patenka į dešiniojo objektyvo nedarbinius paviršius. Šis efektas yra didesnis, kuo didesnis atstumas nuo židinio iki šaltinio ir kuo didesnis objektyvo skersmuo.

1. Lęšius reikia dėti taip, kad šonai su grioveliais būtų atsukti vienas į kitą, o ne atvirkščiai.

2. Šviesos šaltinį patartina pastatyti kuo arčiau pirmojo objektyvo židinio ir dėl to:

3. Galimybė judinti šviesos šaltinį, kad būtų galima reguliuoti tašką, kuriame spindulys susilieja į objektyvą, yra apribotas vos keliais centimetrais, kitaip vaizdas praras ryškumą kraštuose ir atsiras muare.

Kokio dydžio turi būti fresneliai?

Iš kokios medžiagos turėtų būti pagaminti fresneliai?

Šiuo metu labiausiai prieinami fresneliai yra pagaminti iš optinio akrilo (kitaip tariant, organinio stiklo). Jie turi puikų skaidrumą ir yra šiek tiek elastingi. Mūsų tikslui to pakanka, turint omenyje, kad fresnelių kokybė VISIEKIAI NEĮTAKOS vaizdo ryškumui ir geometrijai (tik ryškumui).

Kaip elgtis su fresneliais?

1. Stenkitės nepalikti pirštų atspaudų fresnelio griovelėje. Prieš atlikdami bet kokias fresnelių operacijas, kruopščiai nusiplaukite rankas su muilu. Frenelius geriausia vynioti į plastikinę plėvelę, skirtą maisto pakavimui, nuo pirkimo momento iki eksperimentų pabaigos.

2. Jei pirštų atspaudai atsiranda ant griovelio pusės, NEbandykite jų ištrinti. Jokie plovikliai (taip pat ir langų valikliai amoniako pagrindu) nepadeda, nes... neįsiskverbkite pakankamai giliai. Tuo pačiu metu išoriniai griovelių šonkauliai yra šiek tiek suapvalinti, o dalelės iš servetėlės ​​/ medvilnės, naudojamos šluostymui, užsikemša tarp griovelių. Dėl to fresnelis pradeda sklaidyti spindulius. Geriau palikti jį su pirštų atspaudais. Galite nušluostyti lygiąją pusę, bet tik įsitikinę, kad ploviklio nepateks į griovelį.

3. Stebėkite temperatūrą. Neleiskite fresneliams įkaisti daugiau nei 70 laipsnių. 90 laipsnių kampu lęšiai pradeda plūduriuoti ir šviesos spindulys praranda formą. Asmeniškai dėl to sugadinau vieną lęšių komplektą. Norėdami kontroliuoti temperatūrą, naudokite termoporos testerį. Parduodama bet kurioje radijo parduotuvėje.

OBJEKTAS

Manau, jūs suprantate, kas yra objektyvas ir kam jis reikalingas. Svarbiausia teisingai išsirinkti, o išsirinkus susirasti kur įsigyti :) Norint pasirinkti, reikia žinoti 4 pagrindines charakteristikas:

Lęšių skaičius

Iš esmės vienas objektyvas, pavyzdžiui, didinamasis stiklas, gali būti naudojamas kaip objektyvas. Tačiau kuo toliau nuo nuotraukos centro, tuo prastesnė bus jo kokybė. Atsiras sferiniai iškraipymai (aberacijos), chromatinės aberacijos (dėl skirtingų bangos ilgių spindulių lūžio kampų, pvz., baltas taškas virsta vaivorykštės gabalėliu), ryškumo praradimas. Todėl, norint pasiekti maksimalią vaizdo kokybę, naudojami achromatiniai lęšiai, susidedantys iš 3 ar daugiau objektyvų. Jie buvo naudojami epidiaskopuose, senuose fotoaparatuose, aerofotografavimo įrangoje ir kt. Vaizdo projektoriai taip pat naudoja trijų lęšių lęšius, tačiau šie projektorių modeliai yra brangesni nei modeliai su vieno objektyvo objektyvais.

Židinio nuotolis

Objektyvo židinio nuotolis lemia kokiu atstumu nuo pradinio objekto (matricos) jis turi būti dedamas ir kokio dydžio vaizdą gausite ekrane. Kuo ilgesnis židinio nuotolis, tuo mažesnis ekrano dydis, tuo toliau nuo ekrano projektorių galima pastatyti ir tuo ilgesnis projektoriaus korpusas. Ir atvirkščiai.

Matymo kampas

Rodo, kokio dydžio šaltinio vaizdą gali užfiksuoti objektyvas, išlaikant priimtiną ryškumą, ryškumą (raišką) ir kt. „Priimtinas“ yra lanksti sąvoka. Jei aerofotografijai matymo kampas nurodytas pase, pvz., 30 laipsnių, tai gali reikšti, kad iš tikrųjų ji apims 50 laipsnių, tačiau ryškumas kraštuose tinkamas jau ne aerofotografavimui, o mūsų projektoriui. , kur nereikia didelės raiškos, ji yra gana tinkama.

Diafragma ir santykinė diafragma

Paprasčiau tariant, santykinė diafragma yra objektyvo skersmens ir jo židinio nuotolio santykis. Jis nurodomas kaip trupmena, pavyzdžiui, 1:5,6, kur 5,6 yra „f-stop skaičius“. Jei turime objektyvą, kurio vidinis objektyvo skersmuo yra 60 mm, o židinio nuotolis – 320 mm, jo ​​santykinė diafragma bus 1:5,3. Kuo didesnė diafragma (mažesnis f skaičius), tuo didesnė objektyvo diafragma – galimybė perteikti objekto ryškumą – ir tuo ryškumas/raiška paprastai būna prastesnis.

Kokia turėtų būti santykinė diafragma?

Santykinę diafragmą galima rasti žinant objektyvo skersmenį ir židinio nuotolį. Kalbant apie mūsų optinę konstrukciją, galime pasakyti, kad objektyvo lęšių skersmuo turi būti ne mažesnis už fresnelių suformuoto lempos lanko atvaizdo dydį. Priešingu atveju dalis lempos šviesos bus prarasta.

Dabar atėjo laikas dar kartą paaiškinti mūsų optinį dizainą.

Akivaizdu, kad matrica išsklaido pro ją einančius spindulius. Tie. Kiekvienas spindulys, patekęs į matricą, išeina iš jos skirtingų kampinių nuokrypių spindulių pluošto pavidalu. Dėl to lempos lanko vaizdas lęšio plokštumoje pasirodo „neryškus“ ir didėja, tačiau ir toliau perduoda informaciją apie matricos pikselių spalvas.

Mūsų užduotis yra surinkti šį „neryškų lanko vaizdą“ visiškai naudojant objektyvą.

Taigi išvada: santykinė objektyvo diafragma turėtų būti tokia, kad surinktų lempos vaizdą, bet nieko daugiau.

Koks turėtų būti židinio nuotolis ir matymo kampas?

Šiuos parametrus lemia pradinio vaizdo (matricos) dydis, atstumas nuo objektyvo iki ekrano ir norimo vaizdo dydis ekrane.

Objektyvas F=L*(d/(d+D)), kur

L atstumas iki ekrano

matricos d-įstrižainė

D ekrano įstrižainė

Čia yra skaičiuoklė skaičiavimams (paimta iš www.opsci.com, šiek tiek pritaikyta ir išversta į suprantamą kalbą)