Lenti a contatto. Dispositivi ottici

Una lente è una parte ottica che è costituita da un materiale trasparente (vetro ottico o plastica) e ha due superfici lucide rifrangenti (piatte o sferiche). La lente più antica trovata dagli archeologi a Nimrud ha circa 3000 anni.

Ciò suggerisce che le persone di tempi molto antichi erano interessati all'ottica e hanno cercato di usarla per creare varie apparecchiature che aiutano nella vita di tutti i giorni. I militari romani usavano le lenti per accendere il fuoco condizioni del campo, e l'imperatore Nerone utilizzò uno smeraldo concavo come rimedio per la sua miopia.

Nel tempo, l'ottica si è strettamente integrata nella medicina, il che ha permesso di creare dispositivi per la correzione della vista come oculari, occhiali e lenti a contatto. Inoltre, le lenti stesse sono ampiamente utilizzate in varie tecnologie ad alta precisione, che hanno permesso di cambiare radicalmente le idee di una persona sul mondo che lo circonda.

Che cos'è una lente, quali proprietà e caratteristiche ha?

Qualsiasi lente in una sezione può essere rappresentata come due prismi posti uno sopra l'altro. A seconda del lato in cui sono in contatto tra loro, anche l'effetto ottico della lente sarà diverso, così come il suo aspetto (convesso o concavo).

Considera cos'è un obiettivo in modo più dettagliato. Ad esempio, se prendiamo un pezzo di normale vetro di una finestra, i cui bordi sono paralleli, otterremo una distorsione completamente insignificante dell'immagine visibile. Cioè, un raggio di luce che entra nel vetro verrà rifratto e, dopo essere passato attraverso la seconda faccia ed essere entrato nell'aria, restituirà il valore precedente dell'angolo con un leggero spostamento, che dipende dallo spessore del vetro. Ma se i piani di vetro sono ad angolo l'uno rispetto all'altro (ad esempio, come in un prisma), il raggio, indipendentemente dal suo angolo, dopo aver colpito il corpo di vetro dato, verrà rifratto ed uscirà alla sua base. Questa regola, che permette di controllare il flusso luminoso, è alla base di tutte le lenti. Vale la pena notare che tutte le caratteristiche degli obiettivi e dei dispositivi ottici si basano su di essi.

Quali sono i tipi di lenti in fisica?

Esistono solo due tipi principali di lenti: concave e convesse, dette anche divergenti e convergenti. Consentono di dividere il fascio di luce o viceversa per concentrarlo in un punto ad una certa lunghezza focale.

Una lente convessa ha bordi sottili e un centro più spesso, rendendo più facile vedere attraverso
rappresentato come due prismi collegati da basi. Questa sua caratteristica consente di raccogliere tutti i raggi di luce che cadono con diverse angolazioni in un punto al centro. Erano proprio tali dispositivi che i romani usavano per accendere i fuochi, poiché i raggi focalizzati della luce solare consentivano di creare una temperatura molto elevata in una piccola area di un oggetto infiammabile.

In quali dispositivi e a cosa servono gli obiettivi?

Sin dai tempi antichi, le persone hanno saputo cos'è una lente. Questo dettaglio è stato utilizzato nei primi bicchieri, apparsi negli anni ottanta del Duecento in Italia. furono successivamente creati cannocchiali, telescopi, binocoli e molti altri dispositivi che consistevano in molte lenti diverse e consentivano di espandere significativamente le capacità dell'occhio umano. I microscopi sono stati costruiti sulla base degli stessi principi, che hanno avuto un impatto significativo sullo sviluppo della scienza nel suo insieme.

I primi televisori erano dotati di enormi obiettivi che ingrandivano l'immagine.
da schermi in miniatura e ha permesso di esaminare l'immagine in modo più dettagliato. Tutte le apparecchiature video e fotografiche, a partire dai primissimi dispositivi, sono dotate di obiettivi. Sono installati nell'obiettivo in modo che l'operatore o il fotografo possano mettere a fuoco o ingrandire/ridurre l'immagine nell'inquadratura.

Il più moderno cellulari dispongono di fotocamere con messa a fuoco automatica che utilizzano obiettivi in ​​miniatura che consentono di scattare foto nitide di oggetti che si trovano a un paio di centimetri oa diversi chilometri dall'obiettivo del dispositivo.

Non dimenticare i moderni telescopi spaziali (come Hubble) e i microscopi da laboratorio, che hanno anche obiettivi ad alta precisione. Questi dispositivi danno all'umanità l'opportunità di vedere ciò che prima era inaccessibile alla nostra visione. Grazie a loro, possiamo studiare il mondo che ci circonda in modo più dettagliato.

Cos'è una lente a contatto e perché è necessaria?

Le lenti a contatto sono piccole lenti trasparenti fatte di morbido o
materiali rigidi destinati ad essere indossati direttamente sull'occhio per correggere la vista. Furono progettati da Leonardo da Vinci nel 1508, ma furono realizzati solo nel 1888. Inizialmente, le lenti erano realizzate solo con materiali solidi, ma nel tempo sono stati sintetizzati nuovi polimeri, che hanno permesso di creare lenti morbide quasi impercettibile con l'uso quotidiano.

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Lente concavo-convessa

Lente piano-convessa

Caratteristiche delle lenti sottili

A seconda delle forme, ci sono collettivo(positivo) e dispersione lenti (negative). Il gruppo di lenti convergenti di solito include lenti, in cui il centro è più spesso dei loro bordi, e il gruppo di lenti divergenti è costituito da lenti, i cui bordi sono più spessi del centro. Va notato che questo è vero solo se l'indice di rifrazione del materiale della lente è maggiore di quello di ambiente. Se l'indice di rifrazione della lente è inferiore, la situazione sarà invertita. Ad esempio, una bolla d'aria nell'acqua è una lente diffondente biconvessa.

Le lenti sono caratterizzate, di regola, dalla loro potenza ottica (misurata in diottrie) o lunghezza focale.

Per costruire dispositivi ottici con aberrazione ottica corretta (principalmente cromatica, dovuta alla dispersione della luce, - acromatici e apocromatici), sono importanti anche altre proprietà delle lenti / dei loro materiali, ad esempio indice di rifrazione, coefficiente di dispersione, trasmittanza del materiale nell'ambiente selezionato gamma ottica.

A volte i sistemi ottici di lenti/lenti (rifrattori) sono progettati specificamente per l'uso in ambienti con relativamente alto coefficiente rifrazione (vedi microscopio ad immersione, liquidi ad immersione).

Tipi di lenti:
Raccolta:
1 - biconvesso
2 - piatto-convesso
3 - concavo-convesso (menisco positivo)
Dispersione:
4 - biconcavo
5 - piatto-concavo
6 - convesso-concavo (menisco negativo)

Si chiama lente convessa-concava menisco e può essere collettivo (si ispessisce verso il centro) o scattering (si ispessisce verso i bordi). Il menisco, i cui raggi superficiali sono uguali, ha una potenza ottica pari a zero (usata per la correzione della dispersione o come lente di copertura). Quindi, le lenti degli occhiali miopi sono solitamente menischi negativi.

Una proprietà distintiva di una lente convergente è la capacità di raccogliere i raggi incidenti sulla sua superficie in un punto situato sull'altro lato della lente.

Gli elementi principali della lente: NN - l'asse ottico principale - una linea retta passante per i centri delle superfici sferiche che limitano la lente; O - centro ottico - un punto che, per lenti biconvesse o biconcave (aventi gli stessi raggi di superficie), si trova sull'asse ottico all'interno della lente (al suo centro).
Nota. Il percorso dei raggi è mostrato come in una lente idealizzata (piatta), senza indicare la rifrazione al confine di fase reale. Inoltre, viene mostrata un'immagine alquanto esagerata di una lente biconvessa.

Se un punto luminoso S è posto ad una certa distanza davanti alla lente convergente, allora un raggio di luce diretto lungo l'asse passerà attraverso la lente senza essere rifratto e i raggi che non passano per il centro saranno rifratti verso l'ottica asse e si interseca su di esso in un punto F, che e sarà l'immagine del punto S. Questo punto è chiamato fuoco coniugato, o semplicemente messa a fuoco.

Se la luce proveniente da una sorgente molto distante cade sull'obiettivo, i cui raggi possono essere rappresentati come viaggianti in un raggio parallelo, all'uscita dall'obiettivo, i raggi verranno rifratti con un angolo maggiore e il punto F si sposterà sull'ottica asse più vicino alla lente. In queste condizioni viene chiamato il punto di intersezione dei raggi che emergono dalla lente obiettivo principale F 'e la distanza dal centro dell'obiettivo al fuoco principale - la lunghezza focale principale.

I raggi incidenti su una lente divergente, uscendo da essa, verranno rifratti verso i bordi della lente, cioè saranno dispersi. Se questi raggi continuano nella direzione opposta a quella mostrata in figura dalla linea tratteggiata, allora convergeranno in un punto F, che sarà messa a fuoco questa lente. Questo focus lo farà immaginario.

Fuoco apparente di una lente divergente

Quanto detto sulla messa a fuoco sull'asse ottico principale vale ugualmente per quei casi in cui l'immagine di un punto si trova su un asse ottico secondario o inclinato, cioè una linea passante per il centro dell'obiettivo ad angolo rispetto al principale asse ottico. Viene chiamato il piano perpendicolare all'asse ottico principale, situato nel fuoco principale dell'obiettivo piano focale principale, e nel focus coniugato - solo piano focale.

Le lenti di raccolta possono essere dirette all'oggetto da qualsiasi lato, per cui i raggi che passano attraverso l'obiettivo possono essere raccolti dall'uno o dall'altro lato di esso. Pertanto, l'obiettivo ha due fuochi - davanti e parte posteriore. Si trovano sull'asse ottico su entrambi i lati dell'obiettivo a una lunghezza focale dal centro dell'obiettivo.

Imaging con una lente convergente sottile

Nel descrivere le caratteristiche degli obiettivi, è stato considerato il principio di costruire un'immagine di un punto luminoso al fuoco dell'obiettivo. I raggi incidenti sull'obiettivo da sinistra passano attraverso il fuoco posteriore e i raggi incidenti da destra passano attraverso il fuoco anteriore. Va notato che negli obiettivi divergenti, al contrario, il fuoco posteriore si trova davanti all'obiettivo e quello anteriore è dietro.

La costruzione da parte dell'obiettivo di un'immagine di oggetti di una certa forma e dimensione si ottiene nel modo seguente: poniamo che la linea AB sia un oggetto posto ad una certa distanza dall'obiettivo, eccedente notevolmente la sua lunghezza focale. Da ogni punto dell'oggetto attraverso la lente passerà un numero innumerevole di raggi, di cui, per chiarezza, la figura mostra schematicamente l'andamento di soli tre raggi.

I tre raggi emanati dal punto A passeranno attraverso la lente e si intersecheranno nei rispettivi punti di fuga su A 1 B 1 per formare un'immagine. L'immagine risultante è valido e sottosopra.

In questo caso, l'immagine è stata ottenuta a fuoco coniugato in un piano focale FF, alquanto distante dal piano focale principale F'F', passante parallelo ad esso attraverso il fuoco principale.

Se l'oggetto si trova a una distanza infinita dall'obiettivo, la sua immagine si ottiene nel fuoco posteriore dell'obiettivo F ' valido, sottosopra e ridotto a un punto simile.

Se un oggetto è vicino all'obiettivo e si trova a una distanza maggiore del doppio della lunghezza focale dell'obiettivo, la sua immagine sarà valido, sottosopra e ridotto e sarà posizionato dietro il fuoco principale sul segmento compreso tra esso e la doppia lunghezza focale.

Se un oggetto viene posizionato al doppio della lunghezza focale dell'obiettivo, l'immagine risultante si trova sull'altro lato dell'obiettivo al doppio della lunghezza focale da esso. L'immagine è ottenuta valido, sottosopra e di uguale dimensione materia.

Se un oggetto viene posizionato tra la messa a fuoco frontale e la doppia lunghezza focale, l'immagine verrà ripresa oltre la doppia lunghezza focale e sarà valido, sottosopra e allargato.

Se l'oggetto si trova nel piano del fuoco principale anteriore dell'obiettivo, i raggi, passati attraverso l'obiettivo, andranno in parallelo e l'immagine può essere ottenuta solo all'infinito.

Se un oggetto è posizionato a una distanza inferiore alla lunghezza focale principale, i raggi lasceranno l'obiettivo in un raggio divergente, senza intersecarsi da nessuna parte. Ciò si traduce in un'immagine immaginario, diretto e allargato, cioè, in questo caso, l'obiettivo funziona come una lente d'ingrandimento.

È facile vedere che quando un oggetto si avvicina dall'infinito al fuoco anteriore dell'obiettivo, l'immagine si allontana dal fuoco posteriore e quando l'oggetto raggiunge il piano di fuoco anteriore, risulta essere all'infinito da esso.

Questo modello è di grande importanza nella pratica. vari tipi lavoro fotografico, quindi, per determinare il rapporto tra la distanza dall'oggetto all'obiettivo e dall'obiettivo al piano dell'immagine, è necessario conoscere le principali formula della lente.

Formula a lenti sottili

Le distanze dal punto dell'oggetto al centro dell'obiettivo e dal punto dell'immagine al centro dell'obiettivo sono dette lunghezze focali coniugate.

Queste quantità dipendono l'una dall'altra e sono determinate da una formula chiamata formula per lenti sottili:

dov'è la distanza dall'obiettivo all'oggetto; - distanza dall'obiettivo all'immagine; è la lunghezza focale principale dell'obiettivo. Nel caso di una lente spessa, la formula rimane invariata con l'unica differenza che le distanze sono misurate non dal centro della lente, ma dai piani principali.

Per trovare l'una o l'altra incognita con due note, vengono utilizzate le seguenti equazioni:

Va notato che i segni delle quantità tu , v , F sono scelte sulla base delle seguenti considerazioni - per un'immagine reale da un oggetto reale in una lente convergente - tutte queste quantità sono positive. Se l'immagine è immaginaria - la distanza è negativa, se l'oggetto è immaginario - la distanza è negativa, se l'obiettivo è divergente - la lunghezza focale è negativa.

Scala dell'immagine

Scala immagine () è il rapporto tra le dimensioni lineari dell'immagine e le corrispondenti dimensioni lineari dell'oggetto. Questo rapporto può essere espresso indirettamente come una frazione, dove è la distanza dall'obiettivo all'immagine; è la distanza dall'obiettivo all'oggetto.

Qui c'è un fattore di riduzione, cioè un numero che mostra quante volte le dimensioni lineari dell'immagine sono inferiori alle dimensioni lineari effettive dell'oggetto.

Nella pratica dei calcoli, è molto più conveniente esprimere questo rapporto in termini di o , dove è la lunghezza focale dell'obiettivo.

.

Calcolo della lunghezza focale e della potenza ottica dell'obiettivo

Le lenti sono simmetriche, cioè hanno la stessa lunghezza focale indipendentemente dalla direzione della luce - sinistra o destra, che però non si applica ad altre caratteristiche, come le aberrazioni, la cui entità dipende da quale lato della l'obiettivo è rivolto verso la luce.

Combinazione di lenti multiple (sistema centrato)

Le lenti possono essere combinate tra loro per costruire sistemi ottici complessi. La potenza ottica di un sistema di due lenti può essere trovata come una semplice somma delle potenze ottiche di ciascuna lente (a condizione che entrambe le lenti possano essere considerate sottili e si trovino vicine l'una all'altra sullo stesso asse):

.

Se gli obiettivi si trovano a una certa distanza l'uno dall'altro e i loro assi coincidono (un sistema di un numero arbitrario di obiettivi con questa proprietà è chiamato sistema centrato), la loro potenza ottica totale può essere trovata con un grado di precisione sufficiente dal seguente espressione:

,

dove è la distanza tra i piani principali delle lenti.

Svantaggi di una lente semplice

Nelle moderne apparecchiature fotografiche, la qualità dell'immagine richiede requisiti elevati.

L'immagine data da un semplice obiettivo, a causa di una serie di carenze, non soddisfa questi requisiti. L'eliminazione della maggior parte delle carenze si ottiene selezionando un'appropriata selezione di un numero di lenti in un sistema ottico centrato - obiettivo. Immagini scattate con lenti semplici, presentano vari svantaggi. Gli svantaggi dei sistemi ottici sono chiamati aberrazioni, che sono divisi nei seguenti tipi:

• Aberrazioni geometriche
• Aberrazione diffrattiva (questa aberrazione è causata da altri elementi del sistema ottico e non ha nulla a che fare con l'obiettivo stesso).

Lenti con proprietà speciali

Lenti in polimero organico

Lenti a contatto

lenti al quarzo

Lenti in silicone

Il silicio combina un'altissima dispersione con il più alto indice di rifrazione assoluto di n=3,4 nella gamma IR e completa opacità nello spettro visibile.

I corpi trasparenti con almeno una superficie curva sono chiamati lenti. Molto spesso ci sono lenti simmetriche rispetto all'asse ottico. Le caratteristiche ottiche della lente dipendono dal raggio e dal tipo di curvatura.

lente convergente

Le lenti convesse o convergenti hanno una parte centrale più spessa rispetto ai bordi. Fascio di luce parallelo, ad esempio, raggio di sole, cade lente convessa. L'obiettivo raccoglie un raggio di luce al fuoco F. La distanza dal piano mediano al fuoco è chiamata lunghezza focale dell'obiettivo f. Più è corto, maggiore è la potenza ottica dell'obiettivo. Questa potenza si misura in diottrie.

Prendi un obiettivo con una lunghezza focale di 0,5 metri. Quindi la potenza ottica dell'obiettivo è uguale a uno diviso per la lunghezza focale: 1/0,5 m = 2 diottrie.

lente divergente

Le lenti concave o divergenti sono quelle lenti che hanno un bordo più spesso rispetto al centro.

In questo caso, il fascio di luce parallelo sarà diffuso. In questo caso, sembrerà che il raggio di luce esca da un punto, che si chiama fuoco immaginario. La lunghezza focale in questo caso sarà negativa e, di conseguenza, anche la potenza ottica della lente divergente sarà negativa.

Prendi un obiettivo con una lunghezza focale di -0,25 metri. Quindi la potenza ottica sarà pari a: 1 / -0,25 = -4 diottrie.

Il principio di costruzione di un'immagine con una lente convergente

Una lente convergente produce un'immagine reale. Solo che sarà capovolto.

Se vogliamo ottenere un'immagine più accurata, conoscendo la lunghezza della messa a fuoco, possiamo costruire questa immagine. Per questo abbiamo bisogno di tre raggi.

Un raggio che si propaga parallelamente all'asse ottico, rifratto in una lente e passa attraverso un fuoco, è chiamato raggio parallelo.

Il raggio che passa per il centro della lente è chiamato raggio principale. Non si rompe.

Il raggio che passa davanti all'obiettivo attraverso il fuoco e poi si propaga parallelamente all'asse ottico è chiamato raggio focale. Nel punto in cui tutti e tre i raggi si intersecano, ci sarà l'immagine più nitida.

Se la distanza dall'oggetto all'obiettivo è molto grande, la distanza dall'immagine di questo oggetto all'obiettivo sarà molto più piccola, ad es. l'immagine verrà ridotta.

Se la distanza dall'oggetto è il doppio della lunghezza focale, l'immagine avrà le stesse dimensioni dell'oggetto stesso e sarà il doppio della lunghezza focale dietro l'obiettivo.

Se avviciniamo l'oggetto alla messa a fuoco, otterremo un'immagine ingrandita situata a grande distanza dall'altro lato dell'obiettivo.

Se il soggetto è direttamente a fuoco o anche più vicino all'obiettivo, otterremo un'immagine sfocata.

Tutti sanno che un obiettivo fotografico è composto da elementi ottici. La maggior parte degli obiettivi fotografici utilizza gli obiettivi come tali elementi. Gli obiettivi in ​​un obiettivo fotografico si trovano sull'asse ottico principale, formando lo schema ottico dell'obiettivo.

Lente ottica sferica - è un elemento omogeneo trasparente, limitato da due superfici sferiche o una sferica e l'altra piana.

Negli obiettivi fotografici moderni, sono ampiamente utilizzati, inoltre, asferico lenti la cui forma della superficie è diversa da una sfera. In questo caso, possono esserci superfici paraboliche, cilindriche, toriche, coniche e altre superfici curve, nonché superfici di rivoluzione con un asse di simmetria.

Il materiale per la produzione di lenti può essere vari tipi di vetro ottico e plastica trasparente.

L'intera varietà di lenti sferiche può essere ridotta a due tipi principali: Raccolta(o positivo, convesso) e Dispersione(o negativo, concavo). Le lenti convergenti al centro sono più spesse che ai bordi, al contrario le lenti diffondenti al centro sono più sottili che ai bordi.

Nelle lenti convergenti, i raggi paralleli che la attraversano sono focalizzati in un punto dietro la lente. Nelle lenti divergenti, i raggi che passano attraverso la lente sono dispersi ai lati.

malato. 1. Lenti di raccolta e divergenti.

Solo le lenti positive possono produrre immagini di oggetti. Nei sistemi ottici che danno un'immagine reale (in particolare gli obiettivi), le lenti divergenti possono essere utilizzate solo insieme a quelle collettive.

In base alla forma della sezione trasversale, si distinguono sei tipi principali di lenti:

1. lenti convergenti biconvesse;
2. lenti convergenti piano-convesse;
3. lenti convergenti concave-convesse (menischi);
4. lenti diffondenti biconcave;
5. lenti diffondenti piano-concave;
6. lenti diffondenti concave-convesse.

malato. 2. Sei tipi di lenti sferiche.

Le superfici sferiche della lente possono avere diverse curvatura(grado di convessità/concavità) e differenti spessore assiale.

Diamo un'occhiata a questi e ad alcuni altri concetti in modo più dettagliato.

malato. 3. Elementi di una lente biconvessa

Nella Figura 3, puoi vedere la formazione di una lente biconvessa.

• C1 e C2 sono i centri delle superfici sferiche che delimitano la lente, sono chiamati centri di curvatura.
• R1 e R2 sono i raggi delle superfici sferiche della lente o raggi di curvatura.
• Viene chiamata la linea che collega i punti C1 e C2 asse ottico principale lenti a contatto.
• Si chiamano i punti di intersezione dell'asse ottico principale con le superfici della lente (A e B). vertici della lente.
• Distanza dal punto UN al punto B chiamato spessore della lente assiale.

Se un raggio parallelo di raggi luminosi viene diretto all'obiettivo da un punto che giace sull'asse ottico principale, dopo averlo attraversato, si raccoglieranno nel punto F, che si trova anche sull'asse ottico principale. Questo punto è chiamato obiettivo principale lenti e la distanza F dall'obiettivo a questo punto - lunghezza focale principale.

malato. 4. Messa a fuoco principale, piano focale principale e lunghezza focale dell'obiettivo.

Aereo MN viene chiamato perpendicolare all'asse ottico principale e passante per il fuoco principale piano focale principale.È qui che si trova la matrice fotosensibile o la pellicola fotosensibile.

La lunghezza focale di una lente dipende direttamente dalla curvatura delle sue superfici convesse: minori sono i raggi di curvatura (cioè, maggiore è il rigonfiamento) - minore è la lunghezza focale.

A differenza dei diffusori prismatici e di altro tipo, le lenti negli apparecchi di illuminazione sono quasi sempre utilizzate per l'illuminazione spot. Di norma, i sistemi ottici che utilizzano lenti sono costituiti da un riflettore (riflettore) e da una o più lenti.

Le lenti convergenti dirigono la luce da una sorgente situata nel punto focale in un raggio di luce parallelo. Di norma, vengono utilizzati nelle strutture di illuminazione insieme a un riflettore. Il riflettore dirige il flusso luminoso sotto forma di raggio nella giusta direzione e la lente concentra (raccoglie) la luce. La distanza tra la lente convergente e la sorgente luminosa è solitamente variabile, consentendo di regolare l'angolo da ottenere.

Un sistema composto da una sorgente luminosa e una lente convergente (a sinistra) e un sistema simile di una sorgente e una lente di Fresnel (a destra). L'angolo del flusso luminoso può essere modificato modificando la distanza tra l'obiettivo e la sorgente luminosa.

Le lenti di Fresnel sono costituite da segmenti concentrici separati a forma di anello adiacenti l'uno all'altro. Hanno preso il nome in onore del fisico francese Augustin Fresnel, che per primo ha proposto e messo in pratica un tale progetto negli apparecchi di illuminazione dei fari. L'effetto ottico di tali lenti è paragonabile a quello di lenti tradizionali di forma o curvatura simili.

Tuttavia, le lenti di Fresnel hanno una serie di vantaggi grazie ai quali trovano ampia applicazione nei progetti di illuminazione. In particolare, sono molto più sottili ed economici da produrre rispetto alle lenti convergenti. I designer Francisco Gomez Paz e Paolo Rizzatto non hanno mancato di sfruttare queste caratteristiche nel loro lavoro su una gamma di modelli luminosi e magici.

Realizzate in policarbonato leggero e sottile, le "fogli" di Hope, come le chiama Gomez Paz, non sono altro che sottili e grandi lenti Fresnel diffondenti che creano un bagliore magico, scintillante e voluminoso rivestendosi con una pellicola di policarbonato strutturata con microprismi.

Paolo Rizzatto ha così descritto il progetto:
“Perché i lampadari di cristallo hanno perso la loro rilevanza? Perché sono troppo costosi, molto difficili da maneggiare e produrre. Abbiamo scomposto l'idea stessa in componenti e modernizzato ciascuno di essi".

Ecco cosa ha detto un collega a riguardo:
“Alcuni anni fa, le meravigliose possibilità delle lenti di Fresnel hanno attirato la nostra attenzione. Le loro caratteristiche geometriche consentono di ottenere le stesse proprietà ottiche delle lenti convenzionali, ma su una superficie dei petali completamente piana.

Tuttavia, l'uso delle lenti di Fresnel per creare prodotti così unici che combinano un grande progetto di design con moderne soluzioni tecnologiche è ancora raro.

Tali lenti sono ampiamente utilizzate nell'illuminazione scenica con faretti, dove consentono di creare un punto luminoso irregolare con bordi sfumati, integrandosi perfettamente con la composizione luminosa complessiva. Oggigiorno si sono diffusi anche negli schemi di illuminazione architettonica, nei casi in cui è richiesta una regolazione individuale dell'angolo di luce, quando la distanza tra l'oggetto illuminato e la lampada può variare.

Le prestazioni ottiche di una lente di Fresnel sono limitate dalla cosiddetta aberrazione cromatica che si forma alle giunzioni dei suoi segmenti. Per questo motivo, appare un bordo arcobaleno sui bordi delle immagini degli oggetti. Il fatto che una caratteristica apparentemente imperfetta dell'obiettivo sia stata trasformata in una virtù sottolinea ancora una volta la forza del pensiero innovativo degli autori e la loro attenzione ai dettagli.

Progetto illuminotecnico di un faro con lenti di Fresnel. La struttura ad anello dell'obiettivo è chiaramente visibile nell'immagine.

I sistemi di proiezione sono costituiti da un riflettore ellittico o da una combinazione di un riflettore parabolico e un condensatore che dirige la luce su un collimatore, che può anche essere integrato con accessori ottici. Dopodiché, la luce viene proiettata su un piano.

Sistemi di faretti: un collimatore illuminato in modo uniforme (1) dirige la luce attraverso un sistema di lenti (2). Sinistra - riflettore parabolico, con alta percentuale emissione di luce, a destra - un condensatore che consente di ottenere un'alta risoluzione.

La dimensione dell'immagine e l'angolo di luce sono determinati dalle caratteristiche del collimatore. Semplici tende o diaframmi a iride formano fasci di luce misure differenti. Le maschere di contorno possono essere utilizzate per creare diversi contorni del raggio di luce. Puoi proiettare loghi o immagini utilizzando una lente gobo con disegni stampati su di essi.

È possibile selezionare diversi angoli di luce o dimensioni dell'immagine a seconda della lunghezza focale degli obiettivi. A differenza degli apparecchi di illuminazione che utilizzano lenti di Fresnel, qui è possibile creare fasci di luce con contorni netti. È possibile ottenere contorni morbidi spostando la messa a fuoco.

Esempi di accessori opzionali (da sinistra a destra): una lente per creare un fascio luminoso ampio, una lente scolpita per conferire al fascio una forma ovale, un deflettore scanalato e una “lente a nido d'ape” per ridurre l'abbagliamento.

Le lenti a gradini convertono i raggi luminosi in modo tale che siano da qualche parte tra la luce "piatta" di una lente di Fresnel e la luce "dura" di una lente piano-convessa. La superficie convessa è conservata nelle lenti a gradini, tuttavia, sul lato della superficie piana sono praticate rientranze a gradini, formando cerchi concentrici.

Le parti frontali dei gradini (alzate) dei cerchi concentrici sono spesso opache (o verniciate o hanno una superficie opaca scheggiata), il che consente di tagliare la radiazione diffusa della lampada e formare un fascio di raggi paralleli.

I faretti Fresnel formano un punto luminoso irregolare con bordi morbidi e un leggero alone attorno al punto, che ne facilita la miscelazione con altre sorgenti luminose, creando un pattern di luce naturale. Ecco perché i faretti Fresnel sono usati nel cinema.

I proiettori con lente piano-convessa, rispetto ai proiettori con lente di Fresnel, formano uno spot più uniforme con una transizione meno pronunciata ai bordi dello spot luminoso.

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