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圖1.菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環(huán)形圓錐表面構(gòu)成的特殊面型結(jié)構(gòu)，用以使光線按預(yù)定會(huì)聚角會(huì)聚的光學(xué)元件，他等效于一個(gè)球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結(jié)構(gòu)簡單的大孔徑非成像系統(tǒng)，特別是照明系統(tǒng)更為常見。這類系統(tǒng)往往只需要一個(gè)單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對(duì)該類透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數(shù)據(jù)表格中的“表面面型”欄內(nèi)選擇“菲涅爾面”，接著界面會(huì)出現(xiàn)菲涅爾面型設(shè)計(jì)窗體如圖3。在此窗體表格內(nèi)首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環(huán)形圈數(shù)，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進(jìn)一步按“確定”按鈕即可自動(dòng)算出該菲涅爾面的各環(huán)錐面傾斜角度值。
圖2.菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)菜單
圖3.菲涅爾表面設(shè)計(jì)窗體
菲涅爾面的基底一般是平面，有時(shí)為了某種特殊用途也可以是球面，但這時(shí)的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻(xiàn)。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設(shè)計(jì)方法與以上相同。
由圖3可以看出，OCAD 在對(duì)菲涅爾透鏡自動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)可以嚴(yán)格把各環(huán)帶中點(diǎn)的光線匯聚于一點(diǎn)，但對(duì)于整個(gè)環(huán)帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環(huán)帶寬度，因?yàn)榫兔總�(gè)環(huán)帶而言只是個(gè)平面光錐，只使光線轉(zhuǎn)折不能會(huì)聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點(diǎn)列圖如圖4。
圖4.菲涅爾透鏡光斑點(diǎn)列圖
圖5.菲涅爾透鏡光學(xué)零件圖
對(duì)帶有菲涅爾面型的光學(xué)系統(tǒng)（菲涅爾透鏡）設(shè)計(jì)完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學(xué)圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數(shù)，如圖5所示。
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