LED glass lens /Glass lens street light/Floodlight

Archives 2023

菲涅尔透镜
解析菲涅尔透镜的原理及应用

 1.菲涅尔透镜

  菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ,又称螺纹透镜,是由法国物理学家奥古斯汀•菲涅尔(Augustin•Fresnel)发明的,他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统–灯塔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片,也有玻璃制作的,镜片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的,透镜的要求很高,一片优质的透镜必须是表面光洁,纹理清晰,其厚度随用途而变,多在1mm左右,特性为面积较大,厚度薄及侦测距离远。

  菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用;二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜,效果较好,但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合,如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。

  2.菲涅尔透镜的历史

  通过将数个独立的截面安装在一个框架上从而制作出更轻更薄的透镜,这一想法常被认为是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-1794)提议用单片薄玻璃来研磨出这样的透镜。而法国物理学家兼工程师菲涅尔亦对这种透镜在灯塔上的应用寄予厚望。根据史密森学会的描述,1823年,第一枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔(Phare de Cordouan)上;透过它发射的光线可以在20英里(32千米)以外看到。苏格兰物理学家大卫·布儒斯特爵士被看作是促使英国在灯塔中使用这种透镜的推动者。

  3.菲涅尔透镜的基本原理

  菲涅尔透镜的工作原理十分简单:假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面),拿掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度。

  从剖面看,其表面由一系列锯齿型凹槽组成,中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。

  简单地说,菲涅尔透镜一面是平坦的,另一面是凸起的。人们首次使用菲涅尔透镜是在18世纪初,当时它被用在灯塔的探照灯上,聚焦射出来的光束。当人们需要一面又薄又轻的透镜时,塑料菲涅尔透镜便派上了用场。尽管成像质量不如玻璃透镜,但是在很多应用中我们并不需要完美的图像质量。

  菲涅尔透镜的原理基于菲涅尔波带片,菲涅尔波带片具有类似透镜的作用,它可以使入射光汇聚起来,产生极大的光强。

  菲涅尔透镜背后的基本思想很简单。想象一下,取一面塑料放大镜并将其切成一百个同心圆环(就像树的年轮)薄片。每个圆环都比旁边的圆环稍微小一点,并将光会聚到中心。现在,取出并修改每一个圆环,使其一边平坦并且与其余圆环等厚。为了保持圆环向中心会聚光线的能力,各个圆环的斜面的角度将有所不同。现在,若将所有圆环堆叠在一起,就可以得到一面菲涅尔透镜了。当然也可以将透镜做得特别大。大型菲涅尔透镜经常用作太阳能聚光器。

  4.菲涅尔透镜的分类

  4.1从光学设计上来划分:

  a)正菲涅尔透镜:

  光线从一侧进入,经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧,并且是有限共轭。

  这类透镜通常设计为准直镜(如投影用菲涅尔透镜,放大镜)以及聚光镜(如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。

  b)负菲涅尔透镜 :

  和正焦菲涅尔透镜刚好相反,焦点和光线在同一侧,通常在其表面进行涂层,作为第一反射面使用。

  4.2从结构上划分:

  1)圆形菲涅尔透镜

  2)菲涅尔透镜阵列

  3)柱状菲涅尔透镜

  4)线性菲涅尔透镜

  5)衍射菲涅尔透镜

  6)菲涅尔反射透镜

  7)菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。

  5.菲涅尔透镜的作用

  菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹。通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用。传统的打磨光学器材的带通光学滤镜造价昂贵,菲涅尔透镜可以极大的降低成本。

  典型的例子就是PIR(被动红外线探测器)。PIR广泛的用在警报器上,每个PIR上都有个塑料的小帽,此即菲涅尔透镜。小帽的内部都刻上了齿纹,这种菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值限制到10微米左右(人体红外线辐射的峰值)。在PIR上菲涅尔透镜主要有以下两个作用:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射(反射)在PIR上;二是将探测区域内分为若干个明区和暗区,使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。其利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化的”盲区”和”高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断地交替从”盲区”进入”高灵敏区”,这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强其能量幅度。由于菲涅尔透镜的主要是将探测空间的红外线有效地集中到传感器上。通过分布在镜片上的同心圆的窄带(视窗)用来实现红外线的聚集,相当于凸透镜的作用,这部分选择主要是看透镜窄带的设计及透镜材质。考虑透镜的参数主要有:光通量、不同透镜同心度、厚度不均匀性、透镜光轴与外形同心度、透过率、焦距误差等。菲涅尔透镜窄带(视窗)的设计一般都是不均匀的,自上而下分为几排,上面较多、下边较少,一般中间密集、两侧疏。因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强,正好对着上边的透镜;下边较少,一是因为人体下部红外辐射较弱,二是为防止地面小动物红外辐射干扰。材质一般用有机玻璃。

  另一个典型例子是相机的对焦屏。现在的相机对焦屏都是磨砂毛玻璃菲涅尔透镜,其优点是明亮和亮度均匀。对焦不准时,在对焦屏上的成像是不清晰的。为了配合更精确地对焦,一般在对焦屏中央装有裂像和微棱环装置。当对焦不准时,被摄体在对焦屏中央的像是分裂成两个图像,当两个分裂的图像合二为一时,表明对焦准确了。AF单反机的标准对焦屏一般不设有裂像装置,而是刻有一个小矩形框来表示AF区域,有些对菲涅尔透镜焦屏上还刻有局部测光或点测光区域。早期AF单反机在光线较暗环境中对焦时,往往很难看见对焦框,就难以判断相机是以哪一点来作为对焦点,新一代单反机对焦屏上的对焦点会发光,或者有对焦声音提示,便于在复杂环境中确认对焦。不同类型的对焦屏有不同的用途、拍摄人像可能用如裂像对焦屏更好,带横竖线或刻度的对焦屏适用于建筑物摄影和文件翻拍;中间部分没有裂像而只有微棱的对焦屏适用于小光圈镜头,它不会有裂像一边亮一边黑的缺点。不少单反相机焦屏可由用户自己更换。又称螺纹透镜。

  由于菲涅尔透镜由有机玻璃制成,不能用任何有机溶液(如酒精等)擦拭,除尘时可先用蒸馏水或普通净水冲洗,再用脱脂棉擦拭。

  6.菲涅尔透镜的应用

  菲涅尔透镜是透镜的一个分支,由于它同其他的透镜相比,具有体积小,重量轻,结构紧凑的优点,同时它拥有不逊于其它透镜的良好聚光性和成像性能,因此在国防、航空、空间、工业生产和民用等各个领域获得广泛的应用。

  菲涅尔透镜应用在投影系统中的优势就是,通过聚焦或调整光线准直从而增加增体显示亮度,如果取消准直镜,光线在穿过面板时会大量损失,显示中会出现明显的热斑效应,降低显示屏幕四周亮度。同样,在LCD屏幕的另一面,我们也必须将光线从面板上集中到投影透镜中。在观看屏幕前使用菲涅尔透镜所增加的亮度,在下图中看光线分布。

  比较常用的是以下几个方面的应用:

  6.1投影显示

  菲涅尔透镜被证明最佳应用就是在投影系统中,其作用就是准直光线和聚焦光线。菲涅尔透镜将光源发出的束光源调整为平行光,显著提高显示面板四周亮度,消除了太阳斑效应,从而提高整体显示亮度均匀性。通常菲涅尔透镜与其他显示元件(如柱面镜)一起使用。

  菲涅尔透镜应用在投影系统中的优势就是,通过聚焦或调整光线准直从而增加增体显示亮度,如果取消准直镜,光线在穿过面板时会大量损失,显示中会出现明显的热斑效应,降低显示屏幕四周亮度。同样,在LCD屏幕的另一面,我们也必须将光线从面板上集中到投影透镜中。在观看屏幕前使用菲涅尔透镜所增加的亮度,在下图中看光线分布。

  6.2太阳能菲涅尔透镜

  在光学系统中,应用菲涅尔透镜的作用就是将光线从相对较大的区域面积转换成相当小的面积上,这种透镜也被称做集光器或聚光器。

  在太阳聚光领域,菲涅尔透镜是聚光太阳能系统(CPV)中重要的光学部件之一。太阳菲涅尔透镜聚光镜就是,透镜的焦点刚好落在太阳能芯片上。当透镜面垂直接面向太阳时,光线将会被聚焦在电池片上,汇聚了更多的能量,因而需要较小的电池片面积,大大节约了成本。

  应用菲涅尔透镜能够将太阳光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面(高性能电池片)上,比传统平板光伏(FPV)发电效率提高30%以上,满足太阳能聚光发电(CPV)和聚热系统(TPV)中高能量高温需求。

  典型的太阳能菲涅尔透镜就是将齿型朝向电池片,这和之前谈到的准直应用中齿型朝向长共轭方向刚好相反。齿型朝内的另外潜在好处的减少太阳辐射对干扰角的冲击,也能够避免结构面里堆积灰尘和沙砾。

  这种类型菲涅尔透镜通常看作是非成像透镜,因为穿过透镜的有效区域焦距是固定的。其主要的作用是最大限度增加太阳辐射到电池片上,用于转化成电力,因而无须考虑降低图象球面误差。

  6.3科研系统用菲涅尔透镜

  科研系统中也经常用到菲涅尔透镜,透镜与水平面成45±5?夹角。如果两道不同波长的光线平行穿过透镜,就能够聚焦在直径2mm光斑上;它也可以用于视景系统模拟与仿真。

  6.4航海照明

  大型航标灯专用菲涅尔透镜配合海上灯塔光源而特别设计;其焦距短,透光率高;光线发散角小。 在气象能见度10海里的条件下,灯光射程可达30海里。

  6.5菲涅尔放大镜

  放大镜是菲涅尔透镜最简单的应用案例。通常来说,一个放大镜是正焦透镜,形成虚拟正立图象。菲涅尔放大镜,是一个超薄的放大镜。用透明有机玻璃(当然也可以用更多的材料)制成的。用PVC制成的菲涅尔放大镜,最小的厚度可以在0.45mm~0.90mm之间,与一般的放大镜不同,它的表面布满了微小的条纹,在它旋涡状条纹中包含着许多凸透镜(简称圆环状),使得穿过它的光线弯曲即产生衍射现象,从而形成放大的影像。菲涅尔透镜的特点是比普通透镜亮度高且表面平整,辐射面积也大。一般普通凹凸透镜它的直径很有限,而菲涅尔在放大镜这块领域上起了很好的作用,达到了一般普通透镜所不能达到的效果。而且现在做出来的菲涅尔放大镜厚度只有0.45mm,便携带,其实主要作用就是减轻传统放大镜制造出的普通有机玻璃、玻璃放大镜的重量和体积。

  6.6照明光学–菲涅尔透镜准直器

  通常,菲涅尔透镜是球型表面形状切割而成,为了最大限度降低成像时图象光学象差。透镜能够较好地将理想的点光源校准成平行光源。

  在现实生活中,没有光源是真正的点光源,然而固体态发光器如LED就非常小,因此只要透镜和LED之间的距离适当,就可以当成点光源。因此菲涅尔透镜能够校准LED输出光线为平行光。

  而传统的白炽光源产生大量辐射热量,从而限制了塑料光学材料在非常接近光源处的应用。由于LED产生的大部分热是可传导的,就可以比较容易应用塑料光学透镜。

  当需要将LED发光体的束光源校准为更宽广的角度范围时候,最常见的做法就是使用反射镜与菲涅尔透镜相结合从而减少光学部件使用量。

  7.国内外研究与发展情况

  国外进展:国际上有人研制大型菲涅尔透镜,试图用于制作太阳能聚光集热器。菲涅尔透镜是平面化的聚光镜,重量轻,价格比较低,也有点聚焦和线聚焦之分,一般由有机玻璃或其它透明塑料制成,也有用玻璃制作的,主要用于聚光太阳电池发电系统。

  国内进展:我国从70年代直至90年代,对用于太阳能装置的菲涅尔透镜开展了研制。有人采用模压方法加工大面积的柔性透明塑料菲涅尔透镜,也有人采用组合成型刀具加工直径1.5m的点聚焦菲涅尔透镜,结果都不大理想。近来,有人采用模压方法加工线性玻璃菲涅尔透镜,但精度不够,尚需提高。 还有两种利用全反射原理设计的新型太阳能聚光器,虽然尚未获得实际应用,但具有一定启发性。一种是光导纤维聚光器,它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成,阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使 用处。另一种是荧光聚光器,它实际上是一种添加荧光色素的透明板(一般为有机玻璃),可吸收太阳光中与荧光吸收带波长一致的部分,然后以比吸收带波长更长的发射带波长放出荧光。放出的荧光由于板和周围介质的差异,而在板内以全反射的方式导向平板的边缘面,其聚光比取决于平板面积和边缘面积之比,很容易 达到10~100倍,这种平板对不同方向的入射光都能吸收,也能吸收散射光,不需要跟踪太阳。

  8.结语

  菲涅尔透镜与传统的透镜相比,具有面积大、重量轻、价格比较低、轻便易携带等优点,是一种应用十分广泛的光学元件,其设计和制造涉及到多个技术领域,包括光学工程,高分子材料工程,CNC机械加工,金刚石车削工艺,镀镍工艺;模压、注塑、浇铸等制造工艺。因此,大型、高精密菲涅尔透镜的设计、开发和生产成为目前国内外生产部门技术发展的主要方向。

平凹透镜产品介绍

一面凹面一面为平面,具有负焦距。通常用于光束准直、增加(减小)焦距或扩大(缩小)图像。

平凹透镜一面凹面一面为平面,具有负焦距。通常用于光束准直、增加(减小)焦距或扩大(缩小)图像。为了得到更小球差,当入射光束为准直光束时,准直光束应入射到平凹透镜的凹面。 K9是最常见的透镜材料,多用于可见光和近红外应用领域。除了K9平凹透镜以外,提供紫外熔融石英和氟化钙等材质平凹透镜,UV熔融石英在紫外波段具有很好的透过率和较低的热膨胀系数,而氟化钙具有极高的损伤阈值和化学惰性。 我们的透镜均精细加工,严格管控质量,保证以合理的价格为用户提供高质量的平凹透镜产品。

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嘉腾LED玻璃透镜模组优势
1.散热快,产品更耐用
2.配光优,照明效果更佳
3.光衰少,延长使用寿命
4.外观美,产品设计独特
5.组件好,品质更优
6.品质更优,寿命10年以上
玻璃透镜优势
玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题:
1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。
2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。
3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。
4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。
5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。
隧道照明配光
发光角度120°×80°、150°×80°(对称)等多种配光角度,合理的照度均匀度和防眩光等级等
设计有效的改善隧道内路面的墙壁照明状况,改善隧道内视觉享受,减轻驾驶员驾驶疲劳。

道路配光
有TYPE2-M、TYPE3-M等多种配光角度,其配光在路面形成照度均匀的类矩形光斑,
可以适用于双向八车道、六车道、四车道、二车道、一车道道路情况。
高杆灯配光
应用于大型广场、主干道交叉路口、码头、车站和体育场等场所中,悬挂高度较高,照明范围比较
广泛而且均匀,能够带来较好的照明效果,满足大面积场所的照明需求。
工矿灯配光
发光角度25°/45°/60°/90°/120°,主要应用于大楼外墙、桥梁、公园、广告招牌、球场广场、
工厂车间照明。

光学透镜加工由于精度高,加工对象特殊,所以必须在专门的光学车间内进行。因此,除了遵守一般的机械加工规则外,还必须遵守光学加工所特有的安全操作要求。 光学透镜车间的特点在光学零件加工过程中,大多数工序对温度、湿度、尘埃、振动、光照等环境因素是敏感的,特别是高精度零件和特殊零件的加工尤其如此。 因此,光学车间都是封闭形的,并要求恒温、恒湿、限制空气流动、人工采光,防尘。 01 温度对光学工艺的影响。恒温是光学车间一个明显特点之一。这里包括恒温温度及波动范围两个问题。光学车间各工作场所由于要求不同,对恒温温度及其波动范围的要求是各不相同的。 (1)温度对抛光效率与质量的影响由于抛光过程中存在的化学作用随温度升高而加剧,因而升温会提高抛光效率。但由于古典工艺中采用的抛光模制模用胶、粘结胶等主要由松香和沥青按一定配比制成,一定的配比只在一定的温度下使用。而且它们对温度的变化较为敏感,温度过低,抛光模具与零件吻合性不好;温度过高,抛光模具抛光工作面变形。这两者将使加工零件的精度难以保证,具体表现在光圈难以控制和修改。实践得出:抛光间的温度一般应控制在22℃±2℃为宜。 (2)检验对室温的要求温度的波动直接影响检验精度。一方面因为精密光学仪器对温度的波动很敏感;另一方面被检零件不恒温时,检具和零件间有温差会直接影响读数精度。所以,检验室必须恒温,并且也应控制在22℃±2℃范围内。 02 湿度对光学工艺的影响。在光学零件加工过程中,凡要求恒温或空调的地方,均因控制湿度所需。因为,水份蒸发速度直接影响湿度恒定状态。湿度过低,易起灰尘,零件表面清擦时也易产生静电而吸附灰尘,影响其光洁度。特殊零件如晶体零件的加工以及光胶工艺等,对湿度的要求尤为严格。光学加工过程中室内温度一般应控制在60%左右。 03 防尘。由于光学零件对表面质量即表面光洁度和表面疵病有极高的要求,所以光学车间的防尘问题也特别突出。灰尘在抛光时会使零件表面产生道子、划痕、亮丝;在镀膜时,会使膜层出现针孔、斑点、灰雾;在刻划时会引起刻线位置误差、断线等。灰尘来源主要有:外间空气带入;由工作人员衣物上落下(粒径一般在l一5μm左右,直径小于1μm的灰尘,往往不能依靠自重降落,而长时间悬浮于空气中,影响产品质量);不洁净的材料、辅料、工夹具等带入;生产过程中产生的灰尘(光学车间的净化条件,若按室内含尘的重量浓度要求,应控制在毫克/米3的数量级。胶合室的要求更严,一般以颗粒浓度作为要求,达到粒数/升的数量级)。
平面光栅在分光光度计上发挥着重要的作用

分光光度计,又称光谱仪(spectrometer),是将成分复杂的光,分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380~780 nm的可见光区和波长范围为200~380 nm的紫外光区。​

分光光度计,又称光谱仪(spectrometer),是将成分复杂的光,分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380~780 nm的可见光区和波长范围为200~380 nm的紫外光区。

分光光度计的基本原理是基于物质对不同波长的光的选择性吸收,不同的物质都有各目的吸收光谱,当光经色散后的光谱通过某一溶液时,其中某些波长的光就会被溶液吸收。根据朗伯-比尔定律,当一束平行单色光照射到一定浓度的均匀溶液上时,光强的减小程度和入射光的强度,溶液的浓度及所透过溶液的长度成正比,即    
    T=I/I0
    A=Log l0/I=Kbc 
其中:T:透射比                            I0:入射光强
             A:吸光度                            l:透射光强度
             K:吸收系数,1/mol-cm  b:液层厚度,cm 
             C:溶液的浓度,mol/L
红外分光光度计主要应用与物质的结构分析目前常用的红外分光光度计主要有两种,即色散型红外光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪。源于吸收光谱原理
红外分光光度法适合任何状态的样品,可以是气体、液体、可研细的固体或薄膜,制样简单,测定方便,且对样品不会发生破坏
分析时间短。色散型红外光谱仪分析一个样品可在几分钟之内完成;傅里叶变换红外光谱仪可在1s之内进行多次扫描,可进进行快速分析。
红外光谱是化合物的振动一转动形式, 光谱复杂,信息量大,绝大多数化合物都有其特征性的红外光谱。因此红外光谱又称为“分子指纹光谱”。
红外分光光度法的主要缺点是定量分析差,故其主要应用于化合物的定性鉴别和限量检查。

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非球面透镜有哪些特性是球面透镜所不具备

非球面透镜被用于在各种应用中消除球差,包括条形码扫描、激光二极管准直,或OEM或研发整合。 非球面透镜采用单一元件设计,这有助于最大限度地减少多透镜光学配件中的透镜数量

非球面透镜被用于在各种应用中消除球差,包括条形码扫描、激光二极管准直,或OEM或研发整合。 非球面透镜采用单一元件设计,这有助于最大限度地减少多透镜光学配件中的透镜数量。

非球面透镜可以减少球差。标准的球面透镜也永远无法达到非球面镜提供的精确聚焦水平。非球面不规则表面形状的本质就是使其能够更精确地同时操纵多种波长的光,从而获得更清晰的图像。

非球面透镜能够校正像场弯曲等离轴像差。通常,光学设计人员必须“停止”其光学系统,以物理排除透镜最外侧的区域,该区域会在其边缘附近产生图像变形。由于非球面设计可以更好地将入射光校正到焦点上,因此增加了透镜的可用光圈,从而可以提供更大的光通量。

使用非球面设计的最大好处之一就是减少了获得给定结果所需的总体镜片数量。单个非球面镜可以提供与以前串联使用的多个标准镜头相同的精度,减少了整体重量,尺寸,甚至可能减少最终设计的成本。

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光学玻璃如今的行情如何
凹透镜与发散透镜是相同透镜吗

凹透镜对光具发散作用,凹透镜作用可以简单理解为向外发散光线,但是如果入射光本来就是会聚的光线,而凹透镜发散光线的程度又没有光线本来会聚的程度高,那么射出的光就还是会聚的(但是会聚的程度会减轻)。​

凹透镜不一定是是发散透镜。

平行于其轴进入发散透镜的光线发散了,所有光线似乎都起源于其焦点F。但虚线不是光线,而是指示光线出现的方向。发散透镜的焦距f为负。凹透镜是发散透镜,因为它使光线从其轴弯曲(发散)。在这种情况下,透镜的形状应使所有平行于其轴线入射的光线看起来都来自同一点F,该点F被定义为发散透镜的焦点。从透镜中心到焦点的距离再次称为透镜的焦距f。注意,发散透镜的焦距和屈光力定义为负。

凹透镜对光具发散作用,凹透镜作用可以简单理解为向外发散光线,但是如果入射光本来就是会聚的光线,而凹透镜发散光线的程度又没有光线本来会聚的程度高,那么射出的光就还是会聚的(但是会聚的程度会减轻)。

技术新引擎,“7070+连板玻璃透镜”助力LED道路照明新未来

嘉腾LED玻璃透镜模组优势
1.散热快,产品更耐用
2.配光优,照明效果更佳
3.光衰少,延长使用寿命
4.外观美,产品设计独特
5.组件好,品质更优
6.品质更优,寿命10年以上
玻璃透镜优势
玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题:
1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。
2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。
3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。
4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。
5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。
隧道照明配光
发光角度120°×80°、150°×80°(对称)等多种配光角度,合理的照度均匀度和防眩光等级等
设计有效的改善隧道内路面的墙壁照明状况,改善隧道内视觉享受,减轻驾驶员驾驶疲劳。

道路配光
有TYPE2-M、TYPE3-M等多种配光角度,其配光在路面形成照度均匀的类矩形光斑,
可以适用于双向八车道、六车道、四车道、二车道、一车道道路情况。
高杆灯配光
应用于大型广场、主干道交叉路口、码头、车站和体育场等场所中,悬挂高度较高,照明范围比较
广泛而且均匀,能够带来较好的照明效果,满足大面积场所的照明需求。
工矿灯配光
发光角度25°/45°/60°/90°/120°,主要应用于大楼外墙、桥梁、公园、广告招牌、球场广场、
工厂车间照明。

凹透镜和凸透镜产生不同的效果

透镜的形状和材料特性决定了它的类型。这本小册子描述了透镜从起源到现在的发展历史。发明了凹透镜和凸透镜

  在二战期间被称为“东京(透明的镜子)”。它的起源可以追溯到水晶或玻璃球作为消防工具在宗教仪式或作为装饰在古代文明。人们普遍认为,水晶球的起源可以追溯到2000年前的古罗马哲学家塞内加,他说:“水晶球可以用大写字母书写。”

凹透镜和凸透镜可以产生不同的效果

  透镜使用折射原理:光弯曲和改变方向。中间的一个厚的球形凸透镜可以聚焦光线。厚的沙漏形凹透镜使光线扩散。

  凹透镜和凸透镜的使用

  镜片发展主要体现在两个方面:日常生活中佩戴的眼镜,以及显微镜、望远镜和照相机中镜片的仪器使用。第一副眼镜是在13世纪投入实际使用的,实际上使用的是带有凸透镜的简单放大镜。起初,它被称为魔鬼的工具。同时,两种镜片的眼镜也被引进,16世纪发明了凹透镜近视镜片。

  凹透镜和凸透镜可以进一步细分为许多不同的类型,包括圆形表面的球面透镜、曲面但非球面的非球面透镜、拱形背板的圆柱形透镜、环形环形透镜(形状像甜甜圈)和垫圈表面的菲涅耳透镜。在这些透镜上,光在透镜表面发生折射。然而,有其他类型的镜头,包括自聚焦透镜产生光学效果的帮助下梯子折射率(这是由透镜的材料而不是通过表面折射透镜)和衍射透镜使用光波的色散。自聚焦透镜常用于内窥镜,衍射透镜常用于CD和DVD播放机。

  球面透镜采用球面折射透镜、圆柱形透镜、环形透镜、菲涅尔透镜,不采用球面折射透镜的自聚焦机理,透镜(梯形折射率透镜)衍射透镜的各种形状

光学玻璃加工设备的现状及工艺发展
大靶面高分辨率短波红外镜头

高分辨率、大光圈设计、紧凑型设计

  
No项目规格
1焦距50mm
2较小工作距275mm
3聚焦范围275mm-∞
4镜头总长82.8mm
5较大后部突出接口0mm
6滤光片螺纹M43x0.75
7相机接口C 接口
8镜头F#F/2.15-F/16
9放大倍率范围0x -0.185x
10畸变<1.0%
11像面大小25.6mm
12镜片数(组)9(6)
13AR镀膜0.8-1.8umBBAR
14重量250克
畸变0.8-1.8MTFN 
  
相对照度 
嘉腾LED玻璃透镜模组优势 1.散热快,产品更耐用 2.配光优,照明效果更佳 3.光衰少,延长使用寿命 4.外观美,产品设计独特 5.组件好,品质更优 6.品质更优,寿命10年以上 玻璃透镜优势 玻璃透镜连板设计,突破了传统的模组采用的PC连板透镜,带来一种全新的体验,有效地克服了PC透镜的不良问题: 1、抗腐蚀能力:高硼硅3.4玻璃属于硼硅酸盐玻璃中的硼硅玻璃,耐酸耐碱,抗腐蚀性能优越。 2、耐温性强:相比PC透镜,其热膨胀系数较低,拥有良好的热稳定性,光学表面温度的变化小,保留原有的光学照明效果。 3、透光率高:常规PC透镜透光率在85%左右,造成光照的浪费,玻璃透镜透光率为90-93%,镀加增透膜后可高达97%。 4、相比于PC透镜,玻璃透镜不会产生老化/黄化现象,从而影响透镜透光率。 5、相比于PC透镜,玻璃透镜不会吸附灰尘,并且方便清洗。 隧道照明配光 发光角度120°×80°、150°×80°(对称)等多种配光角度,合理的照度均匀度和防眩光等级等 设计有效的改善隧道内路面的墙壁照明状况,改善隧道内视觉享受,减轻驾驶员驾驶疲劳。 道路配光 有TYPE2-M、TYPE3-M等多种配光角度,其配光在路面形成照度均匀的类矩形光斑, 可以适用于双向八车道、六车道、四车道、二车道、一车道道路情况。 高杆灯配光 应用于大型广场、主干道交叉路口、码头、车站和体育场等场所中,悬挂高度较高,照明范围比较 广泛而且均匀,能够带来较好的照明效果,满足大面积场所的照明需求。 工矿灯配光 发光角度25°/45°/60°/90°/120°,主要应用于大楼外墙、桥梁、公园、广告招牌、球场广场、 工厂车间照明。
复杂光谱分光镜镀膜要点分析
随着光学技术的发展和市场需求的提高,复杂光谱镜片的镀膜技术在诸多场景开始广泛应用,下面我们一起来看一下复杂光谱分光镜镀膜要点分析。
复杂光谱镜片主要包括滤光片,分光镜及合束镜等,其效率问题主要来自下面两个方面:
一、45°入射条件下消偏振的处理对于任何光学薄膜(单层膜或者多层膜),决定其光谱特性的是其材料的有效折射率:
                                                     ηs=n*cosθ      ηp=n/cosθ
       上述 ηs 和 ηp 是S、P两种不同偏振态下的等效折射率,θ是光的入射角,n是薄膜材料的折射率。从上述公式可以看出,仅在正入射情况下,s、p两种偏振态的有效折射率是相等的。在有角度入射的条件下,s、p两种偏振态的有效折射率是不同的。这就是带角度入射情况下,薄膜偏振效应的理论根源。这种偏振效应也是本项目指标难度的根本所在。为了消除偏振效应,在基础膜系的基础上需要大量的膜层去匹配。这些匹配层膜厚不规则,对偏振效应的影响很敏感,因此膜厚误差需要控制的相对准确。 
二、反射区到透射区过渡的陡度陡度主要带来如下三个难题: 
A. 陡度越大,膜层数越多,工艺稳定性要求越高,系统误差要求越小 
B. 陡度越大,波长定位精度要求越高,制造时,报废和返工的可能性就越大,实验的次数就要增加。  C. 陡度越大,对均匀性要求就越高。 
强光光学元件的热变形问题,主要来自于元件的吸收,吸收源主要来自于如下三个方面: 
1.  镜片元件基底吸收。为了规避这一点,可采用低吸收的康宁石英或贺利氏石英作为基底。 
2.  膜层吸收。为降低膜层吸收,可采用极低吸收的电子枪蒸发-高能离子束辅助工艺,采用高纯度镀膜材料进行镀制。 
3.  服役环境污染。该污染主要来自于服役时元件清洁不良,在激光作用下,附着杂质与激光作用产生的光致吸收现象。
光学透镜是很多光学元器件中的必需光学元件,主要起到了成像、聚焦、准直、扩散光束等作用,透镜会影响光的波前曲率透镜是一种能将光线聚合或分散的器件,所成的像有实像也有虚像。
提升工业镜头产品的软服务–分辨率资料的完善

随着国家工业4.0与智能制造产业的推进,工业镜头行业也得到了高速的发展。就整体而言,国内的工业镜头与国外想比还是出于落后状态,无论是产品性能还是软服务都需要很大的提升。对于工业镜头产品的软服务,较突出的是需要更完善的资料,尤其是与分辨率相关的资料。

   镜头分辨率是视觉系统的一个重要参数,直接影响系统的成像质量,重要性不言而喻。但仅仅从现有的公开资料判断,工程师难以确认镜头的性能。一些有经验的工程师们会根据设备的需要建立自身的测评体系,而其他工程师只能依靠自身的经验判断镜头的性能。

目前与分辨率有关的公开资料可概括为四种类型

一、描述性资料

   描述性资料是指资料只有一个命名或者只有一句描述性的话语:镜头的分辨率为百万像素级别,或500万像素级别,或千万像素级别。

   在工业相机传感器并不是十分丰富的阶段,工业镜头只要将性能区分为百万级别像素,500万级别像素即可。工程师只要了解相机的分辨率即可进行选型,但也会存在很明显的缺点——工业镜头的像素概念难以明确,会产生很多自相矛盾的情况。

   以这种形式描述镜头分辨的品牌主要集中在中国,日本,且这种命名或描述方式在亚洲市场比较受欢迎,因此部分欧美品牌也开始采用这种描述。下图为联合光科定焦镜头命名形式一览图,详情见“定焦镜头

联合光科定焦镜头命名形式一览

   二、数据资料

   数据资料即量化的参数,即工业镜头的线对数或匹配的像元尺寸。如3.45μm,2.4μm,8K7μ,16K5μ,100lp/mm,200lp/mm等。

   其优点是提供了量化的数据。如2.4μm,表明镜头匹配2.4μm的像元尺寸;100lp/mm,则表明镜头分辨率达到100lp/mm。工程师可以非常清晰了解镜头的分辨率性能。

   其缺点是数据比较片面。工业镜头中心的分辨率一般比边缘的高,如果只有一个参数,工程师没办法判断其他成像面的分辨率。针对不同像面时,需要额外手段测量镜头的分辨率。   

 
 
日本某品牌的公开资料

三、实拍资料

   实拍资料原理在于使用相机、镜头、光源组成系统,拍摄分辨率卡,通过图像获得分辨率数据。

   此类资料的优点也是非常直观,可读取镜头各个区域的分辨率情况。通常,工程师也是通过该方法测试系统性能。

   此类资料的局限性在于,测试的结果是系统的分辨率。在相同条件下使用不同相机光源搭建系统,获得的数据会有差异,并不是非常客观的数据。

四、图表资料

   图表资料主要的形式为MTF成像曲线图。

   MTF 成像曲线图是在客观的测试环境下测得并对外公布的,是镜头成像品质相对权威、相对客观的技术参考依据。

   同时此类资料涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光学基础。   

联合光科镜头产品资料公开情况
 

      工业镜头品牌会根基自身特点,市场策略,公开不同的资料。根据作者观测,资料公开情况总结如下:

公开资料类型公开形式特点品牌镜头类型公开概率
描述资料 像素级别的命名或描述,如百万像素级别,500万像素级别优点:直观,容易理解缺点:概念模糊,难以界定中国,日本品牌为主定焦镜头,远心镜头
数据资料 参数形式,如3.45μm,2.4μm,8K7μ,100lp/mm,150lp/mm优点:量化数据缺点:数据片面日本,德国品牌为主远心镜头,线扫镜头
实拍资料 实拍测试卡,分辨率板等形式优点:量化数据,数据清晰缺点:为系统分辨率,相机对其有影响日本,国内品牌为主定焦镜头,远心镜头
图表资料 MTF成像曲线图表形式优点:量化数据,数据量丰富缺点:涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光学基础。美国,德国品牌为主定焦镜头,远心镜头,线扫镜头

   从上表可以看出,国内品牌一般只有描述性资料,即简单地告诉工程师该镜头是百万像素级别,500万像素,千万像素。其他类型的资料偏少,甚至没有。

光学元件的表面清洁方法

  目前在激光加工、生命科学、机器视觉、光通讯、激光美容、航空航天、教育科研等相关领域都会用到反射镜、棱镜、透镜、窗口片、滤光片、光栅等光学元件,选择适合的光学元件固然重要,但其日常维护清洁的方法同等重要。那么我们该如何对光学元件表面进行清洁呢?

   首先,在清洁光学元件时尽量在无尘洁净的环境中操作,免得划伤或是弄脏光学元件表面。常用清洁光学元件的工具和擦拭试剂包含棉签、指套、手套、镊子、风枪、高品质擦镜纸、擦拭布、试剂级异丙醇、丙酮、去离子水等,不同的清洁产品都有其各自的特殊清洁应用。手套、指套可使手上的水、油污、灰尘等与光学元件表面隔离;镊子可方便的拾取/夹取光学元件;风枪喷出的压缩气体可有效的吹去光学元件表面的灰尘;去离子水、异丙醇、丙酮能有效的清洁光学元件表面;擦镜纸或是擦拭布可不必划伤或是刮伤元件表面从而对光学镜片等进行清洁。
 

       对于球面光学元件,灰尘可用风枪直接吹掉,若是元件上面有水印、油污、指纹等需要进一步清洗,可用擦镜纸和适量的试剂级异丙醇或是试剂级丙酮,由元件中心施压并逐步向外清洁,同时要慢慢转动透镜,直至擦掉水印、油污、指纹等。
 


球面光学元件的清洁

平面光面元件的清洁

       对于平面光学元件也是如此,灰尘可用风枪直接吹掉,若是元件上面有水印、油污、指纹等需要进一步清洗,可用浸透清洁剂的擦镜纸在元件表面慢慢拖动。若是手法分寸恰到好处,清洁剂将被均匀挥发,不会留下任何条纹或斑点。

   注意事项:

      1.  金属膜层是裸金的不能用上述的方法擦拭,较好是做好预防工作

      2.  刻划工艺制作的光学元件或是微结构的光学元件尽量用风枪等除尘清洁,且不可轻易擦拭,免得损伤元件表面