ऑप्टिकल फ्रेस्नेल लेंस क्या है

Fresnel लेंस एक पारंपरिक लेंस की तुलना में आवश्यक सामग्री की मात्रा को कम कर देता है, जो लेंस को संकेंद्रित कुंडलाकार वर्गों के एक सेट में विभाजित करता है। एक आदर्श Fresnel लेंस में अनंत संख्या में खंड होंगे। प्रत्येक खंड में, समकक्ष सरल लेंस की तुलना में समग्र मोटाई कम हो जाती है। यह प्रभावी रूप से एक मानक लेंस की निरंतर सतह को एक ही वक्रता की सतहों के एक सेट में विभाजित करता है, उनके बीच स्टेपवाइज डिसकंटिन्यूटी के साथ।

कुछ लेंसों में, घुमावदार सतहों को सपाट सतहों के साथ बदल दिया जाता है, प्रत्येक खंड में एक अलग कोण के साथ। इस तरह के लेंस को एक गोलाकार फैशन में व्यवस्थित प्रिज्मों की एक सरणी के रूप में माना जा सकता है, किनारों पर स्टेटर प्रिज्म के साथ, और एक सपाट या थोड़ा उत्तल केंद्र। पहले (और सबसे बड़े) फ्रेस्नेल लेंस में, प्रत्येक खंड वास्तव में एक अलग प्रिज्म था। 'सिंगल-पीस' फ्रेस्नेल लेंस का उत्पादन बाद में किया गया, जिसका उपयोग ऑटोमोबाइल हेडलैम्प्स, ब्रेक, पार्किंग और टर्न सिग्नल लेंस, और इसी तरह के लिए किया जा रहा था। आधुनिक समय में, कंप्यूटर-नियंत्रित मिलिंग उपकरण (CNC) या 3-D प्रिंटर का उपयोग अधिक जटिल लेंस के निर्माण के लिए किया जा सकता है।

Fresnel लेंस डिजाइन लेंस की इमेजिंग गुणवत्ता को कम करने की कीमत पर मोटाई (और इस प्रकार द्रव्यमान और सामग्री की मात्रा) में पर्याप्त कमी की अनुमति देता है, यही वजह है कि फोटोग्राफी जैसे सटीक इमेजिंग अनुप्रयोग आमतौर पर अभी भी बड़े पारंपरिक लेंस का उपयोग करते हैं।

फ्रेस्नेल लेंस आमतौर पर कांच या प्लास्टिक से बने होते हैं; उनका आकार बड़े (पुराने ऐतिहासिक प्रकाशस्तंभ, मीटर आकार) से मध्यम (बुक-रीडिंग एड्स, ओएचपी व्यू से भिन्न होता है ग्राफ प्रोजेक्टर) छोटे (टीएलआर/एसएलआर कैमरा स्क्रीन, माइक्रो-ऑप्टिक्स) को। कई मामलों में वे बहुत पतले और सपाट होते हैं, लगभग लचीले होते हैं, 1 से 5 मिमी (1 of 32 से 3 ) 16 इंच) रेंज में मोटाई के साथ।

अधिकांश आधुनिक फ्रेस्नेल लेंस में केवल अपवर्तक तत्व होते हैं। लाइटहाउस लेंस, हालांकि, अपवर्तक और प्रतिबिंबित करने वाले दोनों तत्वों को शामिल करते हैं, बाद में तस्वीरों में देखे गए धातु के छल्ले के बाहर होते हैं। जबकि आंतरिक तत्व अपवर्तक लेंस के खंड हैं, बाहरी तत्व प्रिज्मों को प्रतिबिंबित कर रहे हैं, जिनमें से प्रत्येक दो अपवर्तन और एक कुल आंतरिक प्रतिबिंब का प्रदर्शन करता है, जो एक चांदी के दर्पण से प्रतिबिंब में होने वाले प्रकाश हानि से बचता है।

आवेदन

इमेजिंग

एक प्लास्टिक फ्रेस्नेल लेंस एक टीवी-स्क्रीन बढ़ाने वाले डिवाइस के रूप में बेचा जाता है

सिनक्लेयर FTV1 पोर्टेबल CRT टीवी में इस्तेमाल किए गए Fresnel लेंस, जो केवल प्रदर्शन के ऊर्ध्वाधर पहलू को बढ़ाता है

Fresnel लेंस का उपयोग सरल हाथ से पकड़े हुए मैग्निफायर के रूप में किया जाता है। उनका उपयोग कई दृश्य विकारों को ठीक करने के लिए भी किया जाता है, जिसमें स्ट्रैबिस्मस जैसे ओकुलर-मोटापा विकार शामिल हैं। [१४] Fresnel लेंस का उपयोग पॉकेट टेलीविज़न में CRT डिस्प्ले के दृश्य आकार को बढ़ाने के लिए किया गया है, विशेष रूप से Sinclair TV80। उनका उपयोग ट्रैफिक लाइट में भी किया जाता है।

Fresnel लेंस का उपयोग बाएं हाथ से ड्राइव करने वाले यूरोपीय लॉरियों में किया जाता है, जो यूके और आयरलैंड के गणराज्य में प्रवेश करते हैं (और इसके विपरीत, दाएं हाथ के आयरिश और ब्रिटिश ट्रकों में मुख्य भूमि यूरोप में प्रवेश कर रहे हैं) सड़क के किनारे के सापेक्ष कैब के गलत हिस्से पर बैठे कार पर है। वे यात्री-पक्ष की खिड़की से जुड़ते हैं।

एक Fresnel लेंस का एक और ऑटोमोबाइल एप्लिकेशन एक रियर व्यू एन्हांसर है, क्योंकि रियर विंडो से जुड़े लेंस के व्यापक दृश्य कोण के रूप में एक वाहन के पीछे के दृश्य की जांच करते हैं, विशेष रूप से एक लंबा या ब्लफ़-पूंछ वाला, एक रियर-व्यू की तुलना में अधिक प्रभावी रूप से अकेले दर्पण।

मल्टी-फोकल फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग रेटिना आइडेंटिफिकेशन कैमरों के एक भाग के रूप में भी किया जाता है, जहां वे कैमरे के अंदर एक फिक्सेशन टारगेट के कई और आउट-ऑफ-फोकस इमेज प्रदान करते हैं। वस्तुतः सभी उपयोगकर्ताओं के लिए, कम से कम छवियों में से एक ध्यान में होगा, इस प्रकार सही आंख संरेखण की अनुमति देगा।

लोकप्रिय मनोरंजन के क्षेत्र में फ्रेस्नेल लेंस का भी उपयोग किया गया है। ब्रिटिश रॉक कलाकार पीटर गेब्रियल ने नाटकीय और हास्य प्रभाव के लिए, अपने शरीर के बाकी हिस्सों के विपरीत, अपने सिर के आकार को बढ़ाने के लिए अपने शुरुआती एकल लाइव प्रदर्शन में उनका उपयोग किया। टेरी गिलियम फिल्म ब्राज़ील में, प्लास्टिक फ्रेस्नेल स्क्रीन सूचना मंत्रालय के कार्यालयों में उपयोग किए जाने वाले छोटे सीआरटी मॉनिटर के लिए मैग्नेटिक के रूप में दिखाई देती हैं। हालांकि, वे कभी -कभी अभिनेताओं और कैमरे के बीच दिखाई देते हैं, दृश्य के पैमाने और रचना को विनोदी प्रभाव के लिए विकृत करते हैं। पिक्सर मूवी वॉल-ई में उन दृश्यों में एक फ्रेस्नेल लेंस है, जहां नायक संगीत हैलो, डॉली देखता है! एक iPod पर आवर्धित।

फोटोग्राफी

कैनन और निकॉन ने टेलीफोटो लेंस के आकार को कम करने के लिए Fresnel लेंस का उपयोग किया है। फोटोग्राफिक लेंस जिसमें फ्रेसेल तत्व शामिल हैं, वे इसी पारंपरिक लेंस डिजाइन की तुलना में बहुत कम हो सकते हैं। Nikon प्रौद्योगिकी चरण Fresnel को कॉल करता है।

पोलरॉइड SX-70 कैमरे ने अपने देखने के सिस्टम के हिस्से के रूप में एक Fresnel परावर्तक का उपयोग किया।

देखें और बड़े प्रारूप कैमरे ग्राउंड ग्लास के साथ संयोजन में एक फ्रेज़ेल लेंस का उपयोग कर सकते हैं, ग्राउंड ग्लास पर एक लेंस द्वारा अनुमानित छवि की कथित चमक को बढ़ाने के लिए, इस प्रकार फोकस और रचना को समायोजित करने में सहायता करते हैं।

रोशनी

इंचिथ लाइटहाउस लेंस और ड्राइव मैकेनिज्म

उच्च गुणवत्ता वाले ग्लास फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग प्रकाशस्तंभों में किया गया था, जहां उन्हें 19 वीं के अंत में और 20 वीं शताब्दी के मध्य में कला का राज्य माना जाता था; अधिकांश लाइटहाउस ने अब सेवा से ग्लास फ्रेसेल लेंस को सेवानिवृत्त कर दिया है और उन्हें बहुत कम खर्चीले और अधिक टिकाऊ एरोबिएकॉन के साथ बदल दिया है, जिसमें स्वयं अक्सर प्लास्टिक फ्रेज़ेल लेंस होते हैं। और प्रकाश स्रोत से उत्सर्जित सभी प्रकाश को पकड़ने के लिए केंद्रीय प्लानर फ्रेस्नेल के नीचे। इन तत्वों के माध्यम से प्रकाश पथ में एक आंतरिक प्रतिबिंब शामिल हो सकता है, बजाय प्लानर फ्रेस्नेल तत्व में सरल अपवर्तन। इन लेंसों ने डिजाइनरों, बिल्डरों और प्रकाशस्तंभों के उपयोगकर्ताओं और उनकी रोशनी पर कई व्यावहारिक लाभ प्रदान किए। अन्य बातों के अलावा, छोटे लेंस अधिक कॉम्पैक्ट स्थानों में फिट हो सकते हैं। लंबी दूरी और विभिन्न पैटर्न पर ग्रेटर लाइट ट्रांसमिशन, एक स्थिति को त्रिकोणित करना संभव बना दिया। [प्रशस्ति पत्र की आवश्यकता]

शायद एक समय के लिए, फ्रेसेल लेंस का सबसे व्यापक उपयोग, ऑटोमोबाइल हेडलैम्प्स में हुआ, जहां वे डूबा और मुख्य-बीम पैटर्न के लिए आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए परवलयिक परवलयिक से लगभग समानांतर बीम को आकार दे सकते हैं, अक्सर दोनों एक ही हेडलैम्प इकाई में (जैसे (जैसे) यूरोपीय H4 डिजाइन के रूप में)। अर्थव्यवस्था, वजन और प्रभाव प्रतिरोध के कारणों के लिए, नई कारों ने ग्लास फ्रेस्नेल लेंस के साथ सादे पॉली कार्बोनेट लेंस के साथ मल्टीफ़ेसिटेड रिफ्लेक्टर का उपयोग करके डिस्पेंस किया है। हालांकि, ऑटोमोबाइल टेल, मार्कर और रिवर्सिंग लाइट्स में फ्रेज़ेल लेंस व्यापक उपयोग में जारी हैं।

ग्लास फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग थिएटर और मोशन पिक्चर्स के लिए लाइटिंग इंस्ट्रूमेंट्स में भी किया जाता है (देखें फ्रेस्नेल लालटेन); इस तरह के उपकरणों को अक्सर केवल फ्रेस्नेल कहा जाता है। पूरे साधन में एक धातु आवास, एक परावर्तक, एक दीपक विधानसभा और एक फ्रेस्नेल लेंस शामिल हैं। कई फ्रेस्नेल इंस्ट्रूमेंट्स लैंप को लेंस के फोकल पॉइंट के सापेक्ष ले जाने की अनुमति देते हैं, ताकि प्रकाश बीम के आकार को बढ़ाया जा सके या कम किया जा सके। नतीजतन, वे बहुत लचीले होते हैं, और अक्सर 7 ° के रूप में या 70 ° के रूप में चौड़े के रूप में एक बीम का उत्पादन कर सकते हैं । Fresnel लेंस एक बहुत नरम धार वाले बीम का उत्पादन करता है, इसलिए अक्सर वॉश लाइट के रूप में उपयोग किया जाता है। लेंस के सामने एक धारक प्रकाश या वायर स्क्रीन या फ्रॉस्टेड प्लास्टिक को टिंट करने के लिए एक रंगीन प्लास्टिक फिल्म (जेल) को पकड़ सकता है। Fresnel लेंस न केवल गति चित्रों को बनाने में उपयोगी है क्योंकि न केवल एक विशिष्ट लेंस की तुलना में बीम उज्जवल पर ध्यान केंद्रित करने की क्षमता है, बल्कि इसलिए भी कि प्रकाश प्रकाश की किरण की पूरी चौड़ाई में एक अपेक्षाकृत सुसंगत तीव्रता है।

अमेरिकी नौसेना विमान वाहक यूएसएस पर ऑप्टिकल लैंडिंग प्रणाली ड्वाइट डी। ईसेनहॉवर

विमान वाहक और नौसेना एयर स्टेशन आमतौर पर अपने ऑप्टिकल लैंडिंग सिस्टम में फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग करते हैं। "मीटबॉल" प्रकाश लैंडिंग के लिए उचित ग्लाइड ढलान बनाए रखने में पायलट को सहायता करता है। केंद्र में एम्बर और लाल रोशनी हैं जो फ्रेस्नेल लेंस से बनी हैं। यद्यपि रोशनी हमेशा चालू रहती है, पायलट के दृष्टिकोण से लेंस का कोण दृश्य प्रकाश के रंग और स्थिति को निर्धारित करता है। यदि रोशनी हरे रंग की क्षैतिज बार के ऊपर दिखाई देती है, तो पायलट बहुत अधिक है। यदि यह नीचे है, तो पायलट बहुत कम है, और यदि रोशनी लाल है, तो पायलट बहुत कम है। [प्रशस्ति पत्र की जरूरत है

प्रक्षेपण

छवि प्रक्षेपण के लिए Fresnel लेंस का उपयोग छवि गुणवत्ता को कम करता है, इसलिए वे केवल वही होते हैं जहां गुणवत्ता महत्वपूर्ण नहीं है या जहां एक ठोस लेंस का थोक निषेधात्मक होगा। सस्ते फ्रेस्नेल लेंस को पारदर्शी प्लास्टिक से मुहर लगाई जा सकती है या ढाला जा सकता है और इसका उपयोग ओवरहेड प्रोजेक्टर और प्रोजेक्शन टेलीविज़न में किया जाता है।

विभिन्न फोकल लंबाई (एक कोलीमेटर, और एक कलेक्टर) के फ्रेसेल लेंस का उपयोग वाणिज्यिक और DIY प्रक्षेपण में किया जाता है। Collimator लेंस की कम फोकल लंबाई होती है और इसे प्रकाश स्रोत के करीब रखा जाता है, और कलेक्टर लेंस, जो प्रकाश को ट्रिपल लेंस में केंद्रित करता है, को प्रक्षेपण छवि (एलसीडी प्रोजेक्टर में एक सक्रिय मैट्रिक्स एलसीडी पैनल) के बाद रखा जाता है। फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग ओवरहेड प्रोजेक्टर में कोलिमेटर के रूप में भी किया जाता है।

सौर ऊर्जा

चूंकि प्लास्टिक के फ्रेस्नेल लेंस को ग्लास लेंस की तुलना में बड़ा बनाया जा सकता है, साथ ही साथ बहुत सस्ता और हल्का होने के कारण, उनका उपयोग सौर कुकरों में, सौर फोर्ज में, और सौर कलेक्टरों में घरेलू उपयोग के लिए पानी को गर्म करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सौर कलेक्टरों में धूप को केंद्रित करने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग भाप उत्पन्न करने या स्टर्लिंग इंजन को बिजली देने के लिए भी किया जा सकता है।

Fresnel लेंस सौर कोशिकाओं पर सूर्य के प्रकाश को लगभग 500: 1 के अनुपात के साथ केंद्रित कर सकते हैं। [19] यह सक्रिय सौर-सेल की सतह को कम करने, लागत को कम करने और अधिक कुशल कोशिकाओं के उपयोग की अनुमति देता है जो अन्यथा बहुत महंगा होगा। 21 वीं सदी की शुरुआत में, सौर ऊर्जा को केंद्रित करने के लिए सौर ऊर्जा (सीएसपी) पौधों को केंद्रित करने में फ्रेसेल रिफ्लेक्टर का उपयोग किया जाना शुरू हुआ।

Fresnel लेंस का उपयोग सिन्टर रेत के लिए किया जा सकता है, जिससे ग्लास में 3 डी प्रिंटिंग की अनुमति मिलती है।