Wie funktioniert eine Fresnellinse?

Fresnellinsen sind viel dünner als herkömmliche Linsen, können aber auch vergrößern. Wie funktioniert so eine Fresnellupe?

Wie funktioniert eine Fresnellinse?

Historische Zeichnung einer Fresnelinse. Man erkennt den Stufenaufbau im Querschnitt

Wie funktioniert eine Fresnellinse?

Die Fresnellinse einer Leuchtturmbeleuchtung

Wie funktioniert eine Fresnellinse?

Blattlupe für den Einsatz in Schule und Kindergarten

Man kennt sie auch unter dem Name Blattlupe, Folienlupe, Scheckkartenlupe, Leselupe oder Lupenkarte. Das sind dünne Kunststofffolien, die ähnlich wie eine Lupe funktionieren, aber sehr dünn im Vergleich mit einer optischen Glaslupe sind. Erfunden wurde das Prinzip dahinter von Augustin Jean Fresnel, einem französischen Physiker. Ursprünglich wurde dieses Prinzip bei der Beleuchtung von Leuchttürmen zur Bündelung des Lichtes eingesetzt.

Wie sind Fresnellinsen aufgebaut?

Diese Linsen bestehen aus vielen konzentrischen Ringen. Jeder Ring enthält eine Art Stufe, ein Bereich, indem sich die Dicke verringert. Hier wird die Krümmung einer normalen Glaslinse nachgebildet. Wenn Licht durch diese Stufen tritt, dann wird es gebrochen, abgelenkt. Lichtbrechung tritt auf, wenn Licht von einem Medium in ein anderes übergeht. Die zwei beteiligten Medien sind in unserem Fall Luft und Kunststoff. Wenn wir uns eine Blattlupe genau aus der Nähe anschauen, dann erkennen wir die eingearbeiteten Rillen mit bloßem Auge. Diese Stufen führen nun dazu, daß sich diese Folie wie eine normale Lupe aus Glas verhält. Leider sind die erreichten Abbildungen mit einer solchen Fresnellinse nicht so gut, die Stufen verschlechtern diese.

Der große Vorteil von Fresnellinsen ist, daß diese sehr dünn und mit großem Flächeninhalt im Vergleich zu dicken Glaslinsen hergestellt werden können.

Können Fresnellinsen das Licht auch streuen?

Die eingearbeiteten Stufen können auch umgekehrt angeordnet sein, dann wird aus einer Sammel- eine Zerstreuungslinse.

Wo werden Fresnellinsen eingesetzt?

Eine der ersten Anwendung war die schon erwähnte Leuchtturmbeleuchtung. Dadurch wurde eine höhere Lichtausbeute möglich. Zum Einsatz kommen sie aber auch in Scheinwerfern bei Bühnentechnik oder älteren Taschenlampen. Die heute noch oft in Schulen zu findenden Overheadprojektoren haben ebenfalls eine große Fresnellinse an der Oberseite der Auflagefläche eingearbeitet, um das Licht zu fokussieren.

Bei Autos finden wir solchen Lupen manchmal in die Heckscheibe eingearbeitet oder aufgeklebt. Hier fungieren sie als Zerstreuungslinse und erweitern das Blickfeld beim Rückwärtsschauen. Vermarktet werden sie z.B. als Weitwinkel-Fresnellinse.

Auch in Bewegungsmeldern werden Fresnellinsen eingesetzt, um Wärmestrahlung auf einem pyroelektrischen Element (Pyrosensor) zu fokussieren.

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Foto 1: © acrogame - Fotolia.com
Foto 2: © Chris Boswell - Fotolia.com



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