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프레넬 렌즈

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목차

1. 개요

프레넬 렌즈는 빛을 모으는 데 사용되는 렌즈의 일종으로, 19세기 초 오귀스탱 프레넬에 의해 등대 조명 개선을 위해 개발되었다. 렌즈는 등대에 처음 사용되었으며, 이후 자동차 전조등, 극장 및 영화 조명, 항공모함의 광학 착륙 시스템, 확대경, 태양열 발전 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 프레넬 렌즈는 결상형과 비결상형으로 나뉘며, 크기와 초점 거리에 따라 여러 등급으로 분류된다.

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프레넬 렌즈
프레넬 렌즈
프레넬 렌즈 단면도
프레넬 렌즈의 단면도
개요
종류볼록 렌즈
오목 렌즈
원통형 렌즈
특징렌즈 두께를 줄여 무게와 재료를 절약함. 기존 렌즈와 비슷한 초점 거리를 가짐.
발명자오귀스탱 장 프레넬
발명 시기1822년
용도등대
광학 기기
자동차 헤드라이트
프로젝터
태양열 발전
증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR) 장치
카메라 렌즈
항공용 렌즈
의료용 장비
콘덴서 렌즈
전광
스크린 확대기
영화 조명
장난감
작동 원리
원리기존 렌즈를 동심원 고리 형태로 분할하여 각 고리의 굴절 각도를 조정하여 광선을 모음.
렌즈 디자인연속적인 곡면 대신 일련의 굴절 고리 또는 프리즘으로 구성됨.
굴절각 고리가 빛을 구부려 동일한 초점에 집중시킴.
장점
무게기존 렌즈에 비해 훨씬 가볍고 얇음.
재료적은 양의 재료로 제작 가능.
효율성빛을 모으는 능력은 유지하면서 크기와 무게를 줄임.
단점
이미지 품질일반 렌즈에 비해 이미지 품질이 떨어질 수 있음.
이미지에 원치 않는 고리 모양 패턴이 나타날 수 있음.
제작 비용대량 생산 시 비용 효율적이지만, 소량 생산 시 제작 비용이 높을 수 있음.
역사
발명1822년 오귀스탱 장 프레넬에 의해 등대용으로 처음 고안됨.
기존 등대 렌즈의 크기와 무게를 줄이기 위해 개발됨.
사용초기에는 등대에 주로 사용됨.
이후 다양한 분야에서 활용됨.
19세기 후반 등대에서 크게 사용됨.
오늘날에도 계속 사용되고 있음.
주요 용도
등대빛을 멀리까지 보내는 데 사용됨.
자동차헤드라이트에 사용되어 빛을 효율적으로 비춤.
광학 기기카메라, 프로젝터 등에 사용됨.
태양열 발전햇빛을 모으는 데 사용됨.
AR/VR 기기디스플레이를 얇게 만드는 데 사용됨.
기타
관련 용어프레넬 회절
프레넬 존
발음
IPA


한글 표기

2. 역사

2. 1. 초기 개발

최초로 렌즈를 등대 광선 집중시키는 데 활용한 사람은 1788년 트리니티 하우스에 아이디어를 제안한 런던의 유리 절단공 토마스 로저스(Thomas Rogers)였다.[5] 직경 53cm, 중앙 두께 14cm의 최초 로저스 렌즈는 1789년 포틀랜드 빌의 올드 로어 등대에 설치되었다.[5] 각 램프 뒤에는 후면 코팅된 구면 유리 거울이 있어 후방 방사선을 램프를 통해 렌즈로 다시 반사시켰다.[5] 1804년까지 하우스 베일리, 노스 포어랜드 등 최소 4곳에 더 설치되었지만, 유리 흡수로 인해 많은 빛이 손실되었다.[5]

1748년 조르주-루이 르클레르 드뷔퐁은 무게와 흡수를 줄이기 위해 볼록 렌즈를 일체형 유리에 계단 형태로 연마한 일련의 동심원 환상 프리즘으로 처음 교체했다. 1790년(콩도르세 백작)은 환형 부분을 개별적으로 만들어 프레임에 조립하는 것이 더 쉬울 것이라고 제안했지만, 당시에는 그마저도 실용적이지 않았다. 이러한 설계는 등대가 아닌 집광경을 위한 것이었다. 데이비드 브루스터는 1811년 콩도르세와 유사한 시스템을 제안했고, 1820년까지는 영국 등대에 이를 사용할 것을 주장했다.

2. 2. 프레넬의 등장과 발전

오귀스탱 프레넬은 1819년 프랑수아 아라고의 추천으로 프랑스 등대 위원회(Commission des Phares)에 합류하여 등대 조명 개선 작업을 시작했다.[8] 당시 사용되던 반사경은 빛의 손실이 컸기 때문에, 프레넬은 이를 대체하기 위해 '단계별 렌즈'(lentilles à échelons)를 제안했다.[9][10] 이는 뷔퐁의 아이디어에서 착안한 것이지만, 프레넬의 렌즈는 평볼록 렌즈였고 여러 개의 프리즘으로 구성되어 제작이 용이했다.[43][12]

프레넬은 500프랑의 예산으로 렌즈 제작에 착수했고, 프랑수아 솔레이는 유리를 재가열하고 재성형하여 결함을 제거하는 방법을 찾아냈다. 아라고는 아르강등의 설계를 개량하는 데 도움을 주었으며, 어류 접착제가 내열성이 있어 렌즈에 사용하기 적합하다는 것을 발견했다.[13] 1820년 3월에 완성된 시제품은 97개의 다각형 프리즘을 가진 55cm 정사각형 패널이었고, 1년 후에는 76cm 정사각형 패널 8개로 구성된 완전한 버전이 제작되었다. 1821년 4월 13일 공개 시연에서 이 렌즈는 기존 반사경보다 훨씬 뛰어난 성능을 보여주었다.[14]

등대용 프레넬 렌즈의 단면도.


이후 프레넬은 빛의 파동 이론 연구에 매진하는 한편,[15] 1822년에는 8개의 "황소 눈" 패널을 가진 회전 장치를 개발하여 주기적인 섬광을 발생시켰다. 이 장치는 1823년 7월 25일 코르두앙 등대에 설치되어 세계 최초의 프레넬 렌즈 등대가 되었다.[19] 빛은 32km 이상 떨어진 곳에서도 볼 수 있었다.

1824년 프레넬은 등대 위원회의 서기로 승진하여 최초의 유급 위원이 되었고,[23] 동시에 수석 기술자 역할도 맡았다.[24] 그는 빛을 고르게 분산시키면서 손실을 최소화하는 '고정' 렌즈를 설계했으며,[26] 이 렌즈는 1825년 2월 1일 덩케르크에 설치되었다.[27] 또한 1825년에는 고정 렌즈와 회전 렌즈를 결합한 디자인을 개발하고,[29] 등대 시스템의 표준화를 위한 Carte des Phares프랑스어('등대 지도')를 발표했다.[30]

1825년 말, 프레넬은 빛 손실을 줄이기 위해 거울 대신 카타디오프트릭 프리즘을 사용할 것을 제안했다.[32] 이 프리즘은 빛이 첫 번째 표면에서 굴절, 두 번째 표면에서 전반사, 세 번째 표면에서 다시 굴절되는 방식으로 작동한다.[31] 1826년, 프레넬은 생마르탱 운하에 사용될 작은 모델을 조립했으나, 안타깝게도 1827년 7월 14일 39세의 나이로 세상을 떠나 완성된 렌즈를 보지 못했다.

2. 3. 프레넬 이후의 발전

오귀스탱 프레넬(Augustin Fresnel) 사후 등대 렌즈 개발은 그의 동생 레오노르(Léonor)가 주도했다. 레오노르는 1825년 등대 위원회에 들어가 오귀스탱의 뒤를 이어 서기가 되었다.[33]

최초의 고정식 프레넬 렌즈는 스코틀랜드의 엔지니어 앨런 스티븐슨(Alan Stevenson)이 레오노르 프레넬의 지도 아래 설계하고 아이작 쿡슨 & 컴퍼니(Isaac Cookson & Co.)가 프랑스산 유리를 사용하여 제작한 1등급 장치였다. 이것은 1836년 9월 22일 스코틀랜드의 메이 섬(Isle of May)에 설치되었다.[34] 최초의 대형 복합렌즈(catadioptric lenses)는 1842년 프랑스의 그라블린(Gravelines)과 비르주 섬(Île Vierge) 등대를 위해 제작되었다.[35] 1852년 푸앵트 달리(Pointe d'Ailly)에 설치된 최초의 ''완전'' 복합렌즈 1등급 렌즈는 하단의 고정등과 함께 8개의 회전 광선을 제공했다.[35] 1854년 생 클레망 데 발렌(Saint-Clément-des-Baleines)에 설치된 최초의 ''순수 회전'' 광선을 가진 완전 복합렌즈는 오귀스탱 프레넬의 원래 ''등대 지도(Carte des Phares)''의 완성을 의미했다.[35]

토마스 스티븐슨(Thomas Stevenson)(앨런의 동생)은 그의 "홀로포탈(holophotal)" 렌즈로 프레넬을 뛰어넘었는데, 이 렌즈는 램프에서 방출되는 빛을 앞뒤 거의 모든 방향으로 단일 광선으로 집중시켰다.[36] 1849년에 설명된 최초 버전은 표준 프레넬 볼록렌즈(bull's-eye lens), 포물선 반사경, 후면 반구형 반사경으로 구성되었다.[37] 최초의 장치는 1849년 8월 피터헤드(Peterhead)의 노스 하버(North Harbour)에 설치되었다. 홀로포트 개념의 두 번째 버전에서는 볼록렌즈와 포물선 반사경이 복합렌즈로 대체되었고, 세 번째 버전은 전방 반구에는 복합렌즈를 유지했지만, 후면 반구형 반사경을 환형 프리즘의 반구형 어레이로 대체했다.[37]

제임스 티민스 챈스(James Timmins Chance)는 수직축을 중심으로 이중 반사 프리즘을 배열하여 토마스 스티븐슨의 완전 유리 홀로포탈 설계를 수정했다. 시제품은 런던에서 열린 1862년 국제 박람회(1862 International Exhibition)에서 전시되었다.[38]

포인트 아레나 등대 박물관(Point Arena Lighthouse Museum)에 전시된 1등급 그룹 플래시 프레넬 렌즈, 포인트 아레나 등대(Point Arena Light), 캘리포니아주 멘도시노 군(Mendocino County, California). 세 개의 굴절 패널(황동 링 내부)과 세 개의 복합렌즈 패널(외부)이 두 개로 나뉘어 회전당 세 개의 이중 플래시를 제공한다.


등대가 증가함에 따라 빛을 낭비하는 색상 필터를 사용하게 되었는데, 1884년 존 홉킨슨(John Hopkinson)은 굴절 및/또는 복합렌즈 패널을 분할하여 여러 번의 플래시를 제공하는 "그룹 플래시(group-flashing)" 렌즈를 발명하여 필터의 필요성을 없앴다.[39] 이중 플래시 렌즈는 1875년 설치되었고, 3중 플래시 렌즈는 1876년 설치되었다.[39] 오른쪽에 표시된 예는 1908년부터 1977년까지 사용된 포인트 아레나 등대(Point Arena Light)의 이중 플래시 렌즈이다.[40]

초고속 방사형 렌즈(hyper-radial lenses)의 개발은 더 큰 광원의 필요성에 따라 주도되었다. 최초의 초고속 방사형 렌즈는 1885년 프랑스의 F. 바르비에 & 시(Barbier & Cie)가 스티븐슨을 위해 제작했다.[41] 챈스 브라더스(Chance Brothers)(홉킨슨의 고용주)는 그 후 초고속 방사형을 제작하기 시작하여 1887년 비스숍 록 등대(Bishop Rock, Isles of Scilly)에 최초로 설치했다.[41] 같은 해에 바르비에는 토리 섬(Tory Island)에 초고속 방사형을 설치했다. 그러나 더욱 소형화되고 밝은 램프의 개발로 그러한 대형 광학 장치가 불필요해지기 전에 약 30개의 초고속 방사형만이 사용되었다.

1852년 코닝사(Corning Inc.)의 브루클린 플린트 글래스 컴퍼니(Brooklyn Flint-Glass Company)의 존 L. 질리랜드(John L. Gilliland)가 압축 및 몰딩 유리로 렌즈를 제작하는 방법을 특허받으면서 일체형 계단식 굴절 렌즈의 생산이 가능해졌다. 이 회사는 1858년 등대에서 사용할 "매우 소량의 압축 플린트 유리 6등급 렌즈"를 생산했는데, 이는 미국에서 최초로 제작된 프레넬 등대 렌즈였다. 1950년대에는 플라스틱을 유리로 대체함으로써 오버헤드 프로젝터에서 프레넬 렌즈를 콘덴서로 사용하는 것이 경제적으로 가능해졌다.[42]

3. 종류

프레넬 렌즈는 크게 결상형과 비결상형 두 가지 유형으로 나뉜다.[49] 결상형 렌즈는 곡선 단면을 가진 여러 개의 단편으로 구성되어 선명한 상을 생성하는 반면, 비결상형 렌즈는 평평한 단면을 가진 단편으로 구성되어 선명한 상을 생성하지 않는다.[49] 단편의 수가 증가할수록 두 유형의 렌즈는 서로 더욱 유사해진다. 무한히 많은 단편을 가진 추상적인 경우에는 곡선 단면과 평평한 단면의 차이가 사라진다.

결상형 렌즈는 다음과 같이 분류할 수 있다.


  • 구면형: 구면 프레넬 렌즈는 각각 구의 일부인 고리 모양의 단편들을 사용하는 단순 구면 렌즈와 동등하다. 이러한 유형의 렌즈는 모든 빛을 한 점에 집중시켜 선명한 상을 생성하지만, 가장자리에서의 회절 때문에 동등한 단순 구면 렌즈만큼 선명하지는 않다. 단편의 크기가 파장 크기 수준으로 미세할 경우 키노폼이라고 부르기도 한다.
  • 원통형: 원통형 프레넬 렌즈는 직선 단편으로 이루어진 원통 렌즈와 동등하다. 이러한 유형의 렌즈는 모든 빛을 하나의 선에 집중시켜 선명한 상을 생성하지만, 가장자리에서의 회절 때문에 동등한 단순 원통 렌즈만큼 선명하지는 않다.


비결상형 렌즈는 다음과 같이 분류할 수 있다.

  • 점형: 비결상형 점형 프레넬 렌즈는 원호가 아닌 직선인 단면을 가진 고리 모양의 단편을 사용한다. 이러한 렌즈는 빛을 작은 점에 집중시킬 수 있지만 선명한 상을 생성하지는 않는다. 이러한 렌즈는 태양열 발전과 같이 태양광을 태양 전지판에 집중시키는 데 응용된다. 프레넬 렌즈는 쾰러 조명 광학계의 구성 요소로 사용될 수 있으며, 매우 효과적인 비결상 광학 프레넬-쾰러(FK) 태양 집광기에 사용된다.[50]
  • 선형: 비결상형 선형 프레넬 렌즈는 호가 아닌 직선인 단면을 가진 직선 단편을 사용한다. 이러한 렌즈는 빛을 좁은 띠에 집중시킨다. 선명한 상을 생성하지는 않지만, 태양열 발전과 같이 태양광을 파이프에 집중시켜 내부의 물을 가열하는 데 사용될 수 있다.[51] 프레넬 렌즈의 원리를 원통형 렌즈에 응용한 것을 '''선형 프레넬 렌즈'''(リニアフレネルレンズ일본어)라고 한다. 프레넬 렌즈는 홈이 동심원상으로 배열되어 빛을 한 점에 집광하는 반면, 선형 프레넬 렌즈는 홈이 평행 직선상으로 배열되어 빛을 직선상에 집광한다.

4. 등대 렌즈의 크기

프레넬은 크기와 초점 거리에 따라 여섯 가지 크기의 등대 렌즈를 설계했으며, 이를 네 가지 ''등급''으로 나누었다.[44] 3차와 4차 등급은 "대형"과 "소형"으로 세분되었다. 현대적인 용도에서는 1차부터 6차 등급으로 분류된다. 나중에 3차와 4차 등급 사이의 중간 크기가 추가되었고, 1차 등급보다 크고 6차 등급보다 작은 크기도 추가되었다.

1차 렌즈는 초점 거리가 920mm이고 높이가 약 2.59m, 너비가 1.8m이다. 가장 작은 (6차) 렌즈는 초점 거리가 150mm이고 높이가 433mm이다.[44][45][46]

가장 큰 프레넬 렌즈는 초강력(hyperradiant)(또는 초방사형(hyper-radial))이라고 불린다. 마카푸 포인트 등대(Makapuu Point Light)에는 이러한 렌즈 중 하나가 사용되었는데, 높이 3.7m에 1,000개가 넘는 프리즘이 있는 거대한 광학 구조물이었다.[47]

등대 렌즈 등급[48]
현대 등급프레넬 등급초점 거리 (mm)높이 (m)최초 설치용도
초강력(Hyper-radial)13303.761887주요 "육지 접근" 등대
중간 방사형(Mesoradial)11253.201909브라질의 두 개 등대
1차1차9202.591823대형 해안 등대
2차2차700–7502.07그레이트 레이크스(Great Lakes) 등대, 해안, 섬, 해협
3차3차 (대형)5001.581825해안 해협, 강 어귀, 만, 수로, 등거리 표시등
3751.09
4차3차 (소형)2500.722암초, 암석, 항구 등대, 강과 항구의 섬
5차4차 (대형)187.50.541방파제, 강과 수로 등대, 해협의 작은 섬
6차4차 (소형)1500.433항구의 부두 및 방파제 등대
7차100–1400.165스코틀랜드와 캐나다에서 사용
8차70–750.0826스코틀랜드와 캐나다에서 사용



로드아일랜드주 블록 아일랜드 남동쪽 등대(Block Island Southeast Light)의 렌즈 등급 설명.


마카푸 포인트 등대(Makapuu Point Light)


일본 지바현(Chiba Prefecture)에 전시된 프레넬 렌즈 주변을 걷는 모습.


5. 용도

5. 1. 조명

고품질 유리 프레넬 렌즈는 등대에 사용되었으며, 19세기 후반부터 20세기 중반까지 최첨단 기술로 여겨졌다. 대부분의 등대는 현재 유리 프레넬 렌즈 대신 항공등표를 사용하며, 이 항공등표에도 플라스틱 프레넬 렌즈가 포함되기도 한다. 등대 프레넬 렌즈 시스템에는 중앙 평면 프레넬 렌즈 위아래에 환상 프리즘 요소가 추가되어 광원에서 방출되는 모든 빛을 포착한다. 이러한 렌즈는 더 작은 크기로 더 먼 거리에 빛을 전달하고 다양한 패턴을 만들어 위치를 삼각 측량할 수 있게 했다.

인치키스 등대 렌즈와 스코틀랜드 국립 박물관의 구동 장치


자동차 전조등에도 프레넬 렌즈가 사용되어, 파라볼릭 반사경에서 나오는 빛을 성형하여 근접광 및 원거리광 패턴을 만든다. 최근에는 유리 대신 폴리카보네이트 렌즈가 사용되지만, 자동차 후미등, 표시등, 후진등에는 여전히 프레넬 렌즈가 널리 사용된다.

극장 및 영화 조명 장비(프레넬 랜턴)에도 유리 프레넬 렌즈가 사용된다. 램프를 렌즈의 초점에 대해 이동시켜 빛의 빔 크기를 조절할 수 있으며, 매우 유연하여 좁거나 넓은 빔을 생성할 수 있다.[52] 프레넬 렌즈는 가장자리가 부드러운 빔을 생성하여 워시 조명으로 사용되며, 렌즈 앞 홀더에 컬러 필름 등을 부착하여 빛을 조절할 수 있다.[52]

미 해군 항공모함 USS ''드와이트 D. 아이젠하워''의 광학 착륙 시스템


항공모함과 해군 비행장의 광학 착륙 시스템에도 프레넬 렌즈가 사용된다. "미트볼" 조명은 조종사가 착륙에 적합한 활강 경사를 유지하도록 돕는데, 조종사의 시점에서 렌즈 각도에 따라 보이는 조명 색상과 위치로 고도를 판단한다.[53]

탐조등, 스포트라이트, 손전등에도 프레넬 렌즈가 사용된다.

등대나 투광기 등의 조명용 렌즈에 사용된다. 처음에 프레넬은 등대용으로 이 렌즈를 설계했다. 등대용 렌즈는 거대하기 때문에, 일반적인 설계에서는 두께가 상당히 커져 원재료비가 높아지고, 무게가 너무 무거워지며, 제작에 많은 시간이 걸리기 때문에 이 렌즈를 고안한 것으로 생각된다.

대형의 경우, 프레넬 렌즈 주위에 링 모양의 프리즘을 배치한 것도 있다. 이 경우, 중앙부의 프레넬 렌즈만으로는 굴절각이 너무 커서 수평 방향으로 향할 수 없는 외주부의 빛도 프리즘에 의한 전반사를 이용하여 굴절시킴으로써 사용할 수 있다. 프리즘에 입사하는 빛은 일단 광원 쪽으로 굴절하여 전반사한 후 다시 굴절하여 수평 방향으로 출사하게 된다(프리즘의 삼각형 방향이 프레넬 렌즈와 반대라는 점에 주의).

또한, 카메라의 플래시용 조명 렌즈로도 사용된다. 광원(일반적으로는 크세논 플래시 램프)의 바로 앞에 장착되어 빛이 화면 내에 고르게 퍼지도록 카메라 렌즈의 화각에 맞춘 것이 선택된다.

5. 2. 광학 기기

프레넬 렌즈는 간단한 휴대용 확대경으로 사용되며, 사시와 같은 안구 운동 장애를 포함한 여러 시각 장애를 교정하는 데에도 사용된다.[54] 싱클레어 FTV1과 같이 휴대용 텔레비전의 CRT 디스플레이의 시각적 크기를 늘리는 데 사용되었고, 교통 신호등에도 사용된다.

TV 화면 확대 장치로 판매되는 플라스틱 프레넬 렌즈


휴대용 CRT TV인 싱클레어 FTV1에 사용된 프레넬 렌즈. 화면의 세로 비율만 확대함


유럽의 트럭이 영국과 아일랜드 공화국으로 진입할 때(그리고 그 반대로, 오른쪽 운전석인 아일랜드와 영국의 트럭이 유럽 본토로 진입할 때) 운전자가 도로의 반대쪽에 앉아 트럭을 운전함으로써 발생하는 사각지대를 해소하기 위해 조수석 창문에 부착된다.[55] 광각 렌즈가 후면 창문에 부착되어 차량 뒤의 장면을 백미러만으로 보는 것보다 더 효과적으로 검사할 수 있게 해주며, 거리 측정 장비와 이동 지도 디스플레이 화면에도 사용되어 왔다.[56]

영국의 록 아티스트 피터 가브리엘(Peter Gabriel)은 초기 솔로 라이브 공연에서 자신의 머리 크기를 몸의 나머지 부분과 대조적으로 확대하여 극적이고 코믹한 효과를 내는 데 사용했다. 테리 길리엄(Terry Gilliam)의 영화 ''브라질''에서는 플라스틱 프레넬 스크린이 작은 CRT 모니터의 확대경으로 사용되었고, 픽사 영화 월-E는 주인공이 아이팟에서 확대된 뮤지컬 ''헬로, 돌리!''을 보는 장면에 프레넬 렌즈를 사용한다.

가상 현실 헤드셋인 메타 퀘스트 2(Meta Quest 2) 및 HTC 바이브 프로는 일반 렌즈보다 얇고 가벼운 형태를 허용하기 때문에 프레넬 렌즈를 사용한다.[57][58] 다초점 프레넬 렌즈는 망막 식별 카메라의 일부로도 사용된다.

캐논과 니콘은 망원 렌즈의 크기를 줄이기 위해 프레넬 렌즈를 사용해 왔다. 니콘은 이 기술을 ''위상 프레넬''이라고 부른다.[61][62] 폴라로이드 SX-70 카메라는 시스템의 시야 시스템의 일부로 프레넬 반사경을 사용했다. 뷰 카메라와 대형 포맷 카메라는 접지 유리와 함께 프레넬 렌즈를 사용하여 렌즈에 의해 접지 유리에 투영되는 이미지의 밝기를 높여 초점과 구성을 조정하는 데 도움을 줄 수 있다.

오버헤드 프로젝터와 프로젝션 텔레비전에 사용된다. 상업용 및 DIY 투영에서는 초점 거리가 다른 프레넬 렌즈(콜리메이터 렌즈 하나와 집광 렌즈 하나)를 사용하며, 오버헤드 프로젝터의 콜리메이터로도 사용된다.

최근에는 단면을 비구면으로 함으로써 동심원상의 홈을 눈에 띄지 않게 하고, 상을 밝게 하는 제품이 있다[68]. 일안반사식 카메라 및 이안반사식 카메라)의 파인더에서 포커싱 스크린 부근에 배치되는 필드 렌즈로도 두께와 무게를 줄이기 위해 프레넬 렌즈가 사용되는 경우가 많다.[67]

5. 3. 태양열 발전

플라스틱 프레넬 렌즈는 유리 렌즈보다 크게 만들 수 있을 뿐만 아니라 훨씬 저렴하고 가볍기 때문에 태양열 조리기에서, 태양 용광로에서, 그리고 가정용 온수 난방에 사용되는 태양열 집열기에서 태양열을 집중시키는 데 사용된다. 또한 증기를 발생시키거나 스터링 엔진을 구동하는 데에도 사용할 수 있다.

프레넬 렌즈는 거의 500:1의 비율로 태양광을 태양 전지에 집중시킬 수 있다. 이를 통해 활성 태양 전지 표면을 줄여 비용을 절감하고, 그렇지 않으면 너무 비싼 더 효율적인 전지를 사용할 수 있다. 21세기 초, 프레넬 반사경은 집광형 태양열 발전(CSP) 플랜트에서 태양 에너지를 집중시키는 데 사용되기 시작했다. 한 가지 응용 사례는 호주 헌터 밸리에 있는 석탄 화력 리델 발전소에서 물을 예열하는 것이었다.

프레넬 렌즈는 모래를 소결하는 데 사용할 수 있으며, 이를 통해 유리로 3D 프린팅이 가능하다.

5. 4. 기타

5. 5. 한국의 프레넬 렌즈

6. 참고 문헌

참조

[1] 서적 Longman Pronunciation Dictionary Pearson Longman 2008-04-03
[2] 백과사전 Fresnel lens http://www.merriam-w[...] 2013-03-19
[3] 서적 Longman Pronunciation Dictionary Pearson Longman 2008-04-03
[4] 뉴스 The invention that saved a million ships http://www.bbc.com/t[...] BBC 2019-06-21
[5] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[6] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[7] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[8] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[9] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1866-1870
[10] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[11] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1866-1870
[12] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[13] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1822
[14] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[15] 논문 Note sur le calcul des teintes que la polarisation développe dans les lames cristallisées et seq. 1821-05-01,1821-06-01,1821-07-01
[16] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1822
[17] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1822
[18] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1822
[19] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009, 2013
[20] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1989, 1999
[21] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1866-1870
[22] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[23] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[24] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009
[25] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 1855, 1948
[26] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009
[27] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[28] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009
[29] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009
[30] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[31] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009
[32] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[33] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[34] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2009, 2013
[35] 서적 (정보 부족) (정보 부족) 2013
[36] 서적 (제목 없음)
[37] 서적 (제목 없음)
[38] 서적 (제목 없음)
[39] 서적 (제목 없음)
[40] 웹사이트 Lighthouse History https://www.pointare[...] 2021-03-01
[41] 서적 (제목 없음)
[42] 간행물 New developments in audio-visual materials 1952-04-01
[43] 서적 (제목 없음)
[44] 웹사이트 Fresnel Orders http://memory.loc.go[...] 2012-09-09
[45] 웹사이트 Fresnel lenses http://www.marinecit[...]
[46] 웹사이트 Fresnel lenses http://www.michiganl[...] Michigan Lighthouse Conservancy 2008-01-31
[47] 웹사이트 Makapu'u, HI http://www.lighthous[...] 2009-02-26
[48] 웹사이트 Fresnel Lens Orders, Sizes, Weights, Quantities and Costs https://uslhs.org/fr[...]
[49] 서적 Nonimaging Optics Academic Press
[50] 서적 Introduction to Nonimaging Optics, Second Edition https://books.google[...] CRC Press
[51] 웹사이트 Linear Concentrator System Concentrating Solar-Thermal Power Basics https://www.energy.g[...] 2021-05-31
[52] 서적 Photometrics Handbook Broadway Press
[53] 웹사이트 Fresnel Lens Optical Landing System https://www.history.[...] 2022-04-16
[54] 논문 PMMA-based ophthalmic contact lens for vision correction of strabismus https://www.spiedigi[...] Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers 2020-06-21
[55] 서적 Lowe's Transport Manager's and Operator's Handbook 2012 https://books.google[...] Kogan Page Publishers 2011-12-03
[56] 웹사이트 Projected Map Display [PMD] https://rochesteravi[...] 2024-08-17
[57] 웹사이트 What Tech is Inside of a VR Headset? (Quest 2 Teardown) https://www.shaunpoo[...] 2022-04-21
[58] 웹사이트 How Lenses for Virtual Reality Headsets Work https://vr-lens-lab.[...] 2016-03-08
[59] 웹사이트 Introducing Meta Quest Pro, an Advanced VR Device for Collaboration and Creation https://www.oculus.c[...] 2022-10-27
[60] 웹사이트 The difference between pancakes lenses and current fresnel lenses found on VR headsets https://vr-expert.co[...] 2022-04-26
[61] 웹사이트 AF-S NIKKOR 300mm f/4E PF ED VR http://www.nikon.com[...] Nikon Corp. 2015-01-06
[62] 웹사이트 Phase Fresnel – The "PF" in Nikon's New 300mm f/4E PF ED VR http://www.the-digit[...]
[63] 웹사이트 Soitec's Concentrix technology http://www.soitec.co[...] 2013-09-03
[64] 웹사이트 Soitec's high-performance Concentrix technology http://www.soitec.co[...] 2021-02-27
[65] 웹사이트 This 3D printer runs on sand and sun https://motherboard.[...] 2016-08-24
[66] 서적 학술용어집 물리학편 培風館
[67] 서적 Modern Optical Engineering: The Design of Optical Systems McGraw-Hill
[68] 웹사이트 카탈로그「VisuCard」 http://www.zeiss.co.[...] 카를짜이스 주식회사 2007

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