Dit artikel gaat over de fresnellens, die op breking berust. Deze moet niet worden verward met defresnel-zoneplaat, die op diffractie (buiging) berust.
Eenfresnellens is een specialelens die gebruikt wordt bijvuurtorens,navigatieverlichting, inoverheadprojectoren,theaterverlichting, inparkeerhulp in vooral bestelauto's, in zoekers van veelspiegelreflexcamera's, inspots voor de verlichting bij film- en televisieopnamen, en in theatervoorstellingen. Het grote voordeel ervan is een vermindering van materiaal, wat bij de sterk geboldeglazen uitvoering leidt tot een grote gewichtsbesparing. Door de kleinere dikte is ook de optische verzwakking doorabsorptie geringer.
De naam is ontleend aanAugustin Fresnel, de Franse uitvinder van deze lens. De juiste uitspraak is dan ook: [frènnèllens] (zonders, met de klemtoon op de tweede lettergreep).
Eenvoudig gezegd bestaat een fresnellens uit een in concentrische ringen of schillen opgedeelde lens. De dikte van de ringen is steeds ongeveer gelijk, zodat de lens bij benadering vlak is. Uitgaande van de oorspronkelijke bolle lens (afbeelding 1) is van buiten naar binnen de ring als het ware steeds dieper ingedrukt. In het schema is onder 2 de doorsnede van de aldus ontstane fresnellens weergegeven. De vergrotende of verkleinende werking wordt niet wezenlijk anders door het weglaten van delen van de lens die niet bijdragen aan de breking.
Net als de oorspronkelijke lens heeft de fresnellens twee brandpunten. Het brandpunt aan de „bolle” kant ligt echter dichterbij dan bij de oorspronkelijke lens, doordat aan die zijde het brekend oppervlak dichter bij de andere kant van de lens is gekomen. De fresnellens is in mechanische zin dun geworden, maar optisch gedraagt hij zich nog als eendikke lens. Ook holle fresnellenzen zijn mogelijk.
De fresnellens gedraagt zich optisch enigszins anders dan een normale lens. De ringen geven een zichtbare vervorming van het beeld. Ook treedt er langs de randen van de ringendiffractie op. Voor toepassingen waarbij een goede beeldkwaliteit is vereist, is de fresnellens dus minder geschikt. Toch zijn er welfresnelloepen increditcardformaat (zie afbeelding); de kwaliteit hiervan is wat minder.
De belangrijkste toepassingen van de fresnellens komen neer op het in de gewenste vorm bundelen van licht. Hieronder vallen verschillende soorten lichtbronnen, zoalsvuurtorens en anderebakens,zoeklichten, voer- en vaartuigverlichting,toneelverlichting, enzovoorts.In de fotografie werd dit principe gebruikt bij o.a. spiegelreflexcamera's als hulpmiddel om scherp te stellen. De autofocus heeft dit verdrongen. Matglazen met fresnelprisma's zijn hooguit op bestelling te koop.
Afhankelijk van de plaats en functie van het licht worden de fresnellenzen in verschillende maten, ook welorde genoemd, gemaakt.[1] De grootste lenzen voor vuurtorens zijn van de eerste orde en de omvang wordt stapsgewijs kleiner tot lenzen van de zesde orde. De grootste lenzen, met het grootste bereik, worden geplaatst in vuurtorens op belangrijke punten langs de zeeroute. De kleinste lenzen staan op minder belangrijke plaatsen zoals aan het eind vangolfbrekers bij toegangen tot havens. Hier speelt de zichtbaarheid van het licht op een grote afstand een minder belangrijke rol. De hoogte van de lenzen en de afstand tot de lichtbron, dediameter, zijn de belangrijkste factoren bij het indelen van de lenzen naar de orde. De eerste orde lenzen zijn ruim 2,4 meter hoog en de kleinste ongeveer 45 centimeter.
| Orde[2] | Afstand tot lichtbron (mm) | Hoogte (mm) | Gewicht in kg (benadering) |
|---|---|---|---|
| Eerste | 920 | 2590 | 5800 |
| Tweede | 700 | 2069 | 1600 |
| Derde | 500 | 1576 | 900 |
| Vierde | 250 | 722 | 200–300 |
| Vijfde | 187.5 | 541 | 120–200 |
| Zesde | 150 | 433 | 100 |
Ook incondensors voor het belichten van grote voorwerpen, zoals in eenoverheadprojector, worden fresnellenzen gebruikt. Hoewel het hier om instrumenten gaat die een afbeelding moeten maken, hoeft de condensor alleen maar het licht gelijkmatig te verdelen en neemt hij geen deel aan de eigenlijk beeldvorming; om die reden is de mindere kwaliteit van de fresnellens hier geen bezwaar.
Door toepassing van de fresnellens kan bij belichtingsspots een zeer softe, wijde en egale bundel verkregen worden door de lamp binnen het brandpunt van de lens te plaatsen. De harde lichtbundel van de lamp (lichtbron) wordt door de fresnellens uit elkaar getrokken (divergerende bundel) en egaal verdeeld over een groot oppervlak. Dit werkt ook zo bij gewone lenzen.
Voor sommige toepassingen, zoalsnavigatielichten van schepen, zijn asymmetrische lenzen benodigd, die de lichtbundel alleen in het horizontale vlak, parallel aan het wateroppervlak, verbreden. Dergelijke lampen hebben meestal specifiekeopeningshoeken van bijvoorbeeld 225° (wit toplicht) en 112,5° (rood bakboordlicht en groen stuurboordlicht), maar schijnen soms ook naar alle zijden. Fresnellenzen voor deze toepassing hebben horizontaal en verticaal een verschillende vorm. Ze werken als een cilindervormige lens. De verdeling van de kleuren wordt bereikt door de constructie van het lamphuis.
DeTwente One, de zonnewagen van deUniversiteit Twente die meedeed in deWorld Solar Challenge 2007 inAustralië, was uitgerust metzonnecellen met daarop een fresnellens.
Soms wordt (een gedeelte van) een fresnellens op de achterruit van eenbestelwagen geplakt, om de bestuurder beter zicht te geven op de ruimte vlak achter de auto.
Een soortgelijke toepassing ziet men soms bij de kassa van een supermarkt, waardoor de caissière kan zien of er iets in het wagentje van de klant is achtergebleven.
·
·
