光学元件是很精密的元件,制作成本较高,如果能减少元件的厚度,甚至做成片状透镜,则不但可以减少光学元件的尺寸,从而缩小灯具或其他设备的大小,还可以节省材料,降低成本。由于厚度减少,光吸收也减少,灯具或仪器效率也会随之提高,因此做成高质量的薄片形的光学零件一直是光学设计追求的目标之一。
(Fresnel)透镜是一种片状的薄形透镜,它一直以其轻、薄、价格低廉优势而在一些方面得到应用。但市场上的菲涅尔透镜多为等差半径的同心圆结构,其制作缺乏精确的光学设计过程,导致成像质量不是很高,有的甚至只是简单的波纹结构,其光学质量就更差了。即使是较好的菲涅尔透镜,也是通常将普通透镜分为小段后,近似为折线,并经过不同距离的简单平移而形成,这些设计方法上的缺陷造成了菲涅尔透镜的低质量。
LED体积很小,但市场上销售的LED用杯状透镜大都厚度在10mm以上,这成为LED在某些场合应用的致命问题,虽然可以用菲涅尔透镜来减薄透镜的厚度和减少光吸收,但如何进行精确的光学设计却很少见到文献报道。
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