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• 国内COVID-19（2019冠状病毒疾病）疫情严峻，中央流行疫情指挥中心指挥官陈时中今天表示，日前行政院指示将针对染疫风险较高的照顾型机构、低收入及中低收入户等弱势族群免费提供快筛试剂。

透镜(lens)是一种将光线聚合或分散的设备，通常是由一片玻璃构成，但用于其他电磁辐射的类似设备通常也称为透镜，例如：由石蜡制成的微波透镜，用玻璃、树脂或水晶等透明材料制成的放大镜、眼镜等，也都是透镜。

• 透镜有两类，中间厚边缘薄的叫凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜，比球面半径小许多的透镜叫薄透镜，薄透镜的几何中心叫透镜的镜心。
• 透镜并不一定是固定形状,使用满足要求的材料来制作可以改变形状的透镜可以提高清晰度,景深,不过通过使用镜头组也能达到相同的效果,就如澳大利亚摄影师吉姆·弗雷泽(Jim Frazier)做的那样,这样做是等效的。
• 如果你有适合形状的壳来封存洁净的可增减的水,那就能做到。
• 透镜是依据两个光学表面的曲度来分类，双凸透镜（或是凸透镜）的两面都是突起的，换言之，一个透镜的两面都是凹陷的称为双凹透镜（凹透镜）。
• 如果有一个表面是平坦的，这个透镜称为平凸透镜或平凹透镜，要由另一个表面的曲度来决定。
• 透镜的一个表面凸起，另一个表面凹陷，称为凸凹透镜，新月透镜。（通常，新月透镜泛指所有形式的凸凹透镜。）
• 透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，镜头是由几片透镜组成的，有塑胶透镜（plastic）和玻璃透镜（glass）两种，玻璃透镜比塑胶贵。
• 通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等，透镜越多，成本越高。
• 一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头的，其成像效果要比塑胶镜头好，在天文、军事、交通、医学、艺术等领域发挥着重要作用。
• 透镜可广泛应用于安防、车载、数码相机、激光、光学仪器等各个领域，随着市场不断的发展，透镜技术也越来越应用广泛。
• （lens）透镜是根据光的折射规律制成的。
• 透镜是由透明物质（如玻璃、水晶等）制成的一种光学元件。
• 透镜是折射镜，其折射面是两个球面（球面一部分），或一个球面（球面一部分）一个平面的透明体。
  • 它所成的像有实像也有虚像。

透镜的原理

• (一)光的折射:
• A、光速的变化：(1)光在真空中的速率为3×108 m／s，或3×105 km／s。(2)光在不同介质速率快慢：真空＞气体(空气)＞液体(水)＞固体(玻璃)。(3)当光线从一介质进入另一介质时，在界面的地方，因为速率改变，造成进行方向产生偏折，此种现象称为光的折射。(4)原因：光在不同介质中速率不同。
• B、 折射定律：(1)入射线、法线、折射线在同一平面上，且入射线、折射线分别在法线的两侧。(2)光从速度快的介质传播至慢的介质，折射线偏向法线，折射角小于入射角。(3)光从速度慢的介质传播至快的介质，折射线偏离法线，折射角大于入射角。
• C、 光的行进路线：略
• D、 折射的实例：(1) 插入水中的筷子，看起来向从水面上折成两截（向上折）。(2)杯底放置铜板，当杯中加满水后，铜板看起来似乎上浮。(3) 海面上或沙漠中，由于空气密度不一致，会发生海市蜃楼的现象。(4)隔著火焰看物体，由于冷热空气密度不均匀，会有晃动的感觉。(5)由于大气层折射，因此日出比实际时间稍早；日落比实际时间稍晚。
• E、 注意事项：(1) 光从一介质垂直入射至另一介质，入射角＝0度，因此折射角＝0度，入射线和折射线、法线相重叠，因此垂直入射至另一介质，光不发生偏折。(2) 不论入射线或折射线，光在速度较快的介质中将会偏离法线, 光在速度较慢的介质中将会偏向法线。(3) 光在折射时频率不变，仅波长发生改变。

(二)透镜的折射：

• A、 种类：
  • (1) 凸透镜（会聚透镜）：中间的镜片较边缘的镜片厚; 有双凸透镜、平凸透镜、凹凸透镜。
  • (2) 凹透镜（发散透镜）：中间的镜片较边缘的镜片薄; 有双凹透镜、平凹透镜、凸凹透镜。
• B、 凸透镜的成像：
  • (1) 平行主轴的光折射后经过焦点。
  • (2) 通过焦点的光，折射后平行主轴。
  • (3) 通过镜心的光不折射。
• C、 凹透镜的成像性质：
  • (1) 平行主轴的光，折射后瞄准自己的焦点发散出去。
  • (2) 瞄准对面焦点的光，折射后平行主轴。
  • (3) 通过镜心的光不折射。
• D、 成像的特征：
  • (1) 物体愈靠近焦点，成像愈大，像距愈远。
  • (2) 眼睛能看到实像，也能看到虚像；纸屏（光屏）只能找到实像。
  • (3) 眼睛见到虚像必须从透镜中才能看到。
  • (4) 凸透镜的成像性质和凹面镜的成像性质类似； 凹透镜的成像性质和凸面镜的成像性质类似。
  • (5) 凸透镜镜可以产生实像或虚像；凹透镜只能有虚像; 凸透镜的虚像必为放大正立虚像；且必在物后（不一定在焦点后）。
  • (6) 凹透镜的虚像必为缩小正立虚像；且必在物前（一定在焦点内）。
  • (7) 实像及虚像的分界点：焦点。 正立及倒立的分界点：虚实; 放大及缩小的分界点：两倍焦距位置（2F）。
  • (8) 实像一定倒立，虚像一定正立。

透镜在日常生活或商业的应用

• 第一ˎ 在人体红外感应器中的作用:
• 菲涅尔透镜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，从而增强其能量幅度。
• 菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用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。
• 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。
• 菲涅尔透镜与日常生活: 典型的例子就是PIR。 PIR广泛的用在警报器上。如果你拿一个看看，你会发现在每个PIR上都有个塑料的小帽子。
  • 这就是菲涅尔透镜。
  • 小帽子的内部都刻上了齿纹。
  • 这种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）。可以把透过窄带干涉滤光镜的光聚焦在矽光电二级探测器的光敏面上。
• 第二ˎ 在相机对焦屏中的作用:
• 现在的相机对焦屏都是磨砂毛玻璃，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。
• 第三ˎ在LED聚光灯中的作用:
• 菲涅尔透镜用于 LED 光源，起到增加光效，提高亮度的效果。
• 相对于同一透镜与 LED 灯、焦距不同、距离不同，何任意设定出射光角度，单颗灯或多颗阵列 LED 灯均可根据需求设计。
• 适用于 LED 投光灯、七彩投光灯、照明灯、景观灯、信号灯、各种灯具。
• 第三ˎ菲涅尔透镜在LED聚光灯中的作用:
• 第四ˎ在后视广角镜中的作用:
• 菲涅尔透镜广角镜适用于卡车、家用两厢车巴士、四轮驱动越野车等这些没有“尾巴”的车辆，经常不知道车后“藏”著什么东西。
• 这款透镜采用独特的菲涅尔透镜技术，它只需贴在后车窗的内侧，便可为驾驶员提供大角度的视野看到原先看不到的盲区上的障碍物，增加后视范围。
• 第五ˎ在聚光太阳能板电池中的作用:
• 聚光光伏透镜是第三代高聚光光伏太阳能发电的核心部件之一，作为精密的光学器件，可使太阳能电池板提高数倍的发电量。
• 第六ˎ在放大领域作用:
• 菲涅尔放大镜，这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著许多凸透镜（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。
• 第七ˎ应用于交通信号灯:
• 由于大功率LED的普及，使用单科或几颗LED做光源，菲涅尔透镜配合微阵列透镜做发光体取代多颗LED做光源构成交通信号灯已成为行业发展的趋势。目前已在世界多个国家投入使用。
• 第八ˎ应用于3D/VR眼镜：
• 为了3D透镜能更薄更轻，部分3D眼镜使用了菲涅尔透镜。
• 这款透镜与普通透镜的曲率一致，但其一面刻录了大小不一的螺纹。因为光束是从不同角度射到晶状体上的， 所以会感觉眼睛与事物的距离较远，而事实上距离并没有那么远。使用菲涅尔透镜3D眼镜意味著你需要做出一定的牺牲。
• 你可以制作出多螺纹透镜，从而能看到更清晰的图像。

参考来源

https://www.control-optics.com/product/optical-lenses?lang=tw 原图链接