手機閃光燈蓋子上一圈圈的同心圓是幹什麼的?
手機後蓋上用以覆蓋閃光燈的透明罩上會有以閃光燈為圓心的同心圓,為什麼會有這樣的設計?
你看到的那些圓環是來自於菲涅爾鏡。既然題主問了「為什麼會有這樣的設計」,那下面就講講閃光燈的光路設計思想。
閃光燈的燈管發出的光自然是向任意方向散射的:
但是閃光燈的目的就是為了照亮前方被攝物體,為了儘可能利用燈管所發出的光線,我們需要將這些光線集中射向前方。對於向燈管後方發射的光線,人們首先想到的是利用凹面反光鏡:
上圖可以看到,光源射向後方的光線(藍色)被凹面反光鏡聚集以後水平射向前方,但是射向前方和側方的光線(黃色)只有一小部分,也就是真正筆直向前的可以照到被攝物體,其它方向的也全都散失了。為了解決這個問題,最簡單的方法就是加深反光鏡:
這樣做雖然使得光線發射的問題得到改善,但是大大增加了閃光燈的厚度,並且還是有一部分光線(藍色表示)散失了。當然,我們還可以利用更複雜的光路系統,比如:
但這些系統都更加複雜,並且也非常厚,顯然不能適用在閃光燈上。那麼為了解決「閃光燈射向前方的光線發散」這一問題,人們很自然的想到了利用凸透鏡:
為了使得透鏡外表面與閃光燈外殼齊平,可以採用半球形的凸透鏡:
但是凸透鏡對於一些閃光燈來說仍然較厚,比如追求超薄的手機,因此人們就用更薄的菲涅爾鏡來代替凸透鏡。菲涅爾鏡的構造如下:
這種神奇的鏡片比凸透鏡薄得多,但可以實現與凸透鏡相同的光路:
除了更薄之外,菲涅爾鏡還有更少的色差,因此,許多閃光燈(包括手機)上都會利用較淺的反光凹面鏡和菲涅爾鏡一起來實現「任何方向的光線都向前方匯聚」的效果啦。菲涅爾鏡看起來是這樣的:
上圖中上半部是凸透鏡,下半部是等價的菲涅爾鏡。實物如下:
這就是我們在手機閃光燈上看到的一圈一圈的同心圓。
注意:上面的光路圖均為示意圖,實際中的閃光燈發出的並不是完全的光行光線,而是有一定發散角的,還要考慮避免明暗分界的問題,其光路結構也更加複雜。由於這些內容含較多專業知識,請恕此處不再贅述。
轉載請署名devymex,並附原文鏈接。剛剛拿顯微鏡看了一下,目測是菲涅爾透鏡
菲涅爾透鏡
就是一個凸透鏡的變體,用來收聚光的,比凸透鏡的優點就是可以做到很薄,不要求成像質量的情況下可以替代凸鏡。
小時候課堂上的幻燈機用的也是這種透鏡,菲涅爾透鏡
菲涅爾透鏡,和凸透鏡一樣的效果
菲涅爾透鏡。為了在保證透鏡比較薄的情況下獲得與傳統透鏡同等甚至更好的光學效果,利用的是光學的衍射和干涉原理。它可以等效為一個傳統的透鏡。
涅菲爾鏡,能將放大鏡組件平面化減少佔用空間。
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