Was ist eine Zylinderlinse?
Eine Zylinderlinse ist eine Linse mit der Form eines Zylinders (zylindrisch). Sie hat eine Kamaboko-Form, bei der ein Teil der Seitenfläche des Zylinders ausgeschnitten ist.
Wenn die Einfallsebene der Linse in zwei Komponenten, die x-Achse und die y-Achse, unterteilt wird, weist nur eine Achse eine Krümmung auf, die als Linse wirkt, während die andere Achse keine Krümmung aufweist und lediglich als Fenster wirkt. Daher wird nur eine Richtung des Bildes vergrößert/verkleinert.
Dies wird verwendet, um die Vergrößerung des Bildes in nur einer Richtung zu ändern.
Anwendungen von Zylinderlinsen
Zylinderlinsen werden zur Umwandlung von Laserlicht in eine Linie (Laserliniengeneratoren), zur Fokussierung von Licht auf Spaltöffnungen und Zeilensensoren und zur Kollimation elliptischer Strahlen von Halbleiterlasern mit unterschiedlichen Streuwinkeln in zwei orthogonalen Richtungen in eine Kreisform verwendet, um parallele Strahlenbündel zu erhalten (Kollimation).
In der Bildverarbeitung werden sie zur Korrektur von Astigmatismus und zur Vergrößerung/Verkleinerung der Höhe eines Bildes in nur einer Achsenrichtung eingesetzt.
Sie werden insbesondere in Laserdruckern, Fotokopierern, Barcode-Scannern, Laserprojektoren, Holografiegeräten und Lasermarkern eingesetzt.
Funktionsweise der Zylinderlinsen
Die Verlängerung der Gesamtlänge einer Zylinderlinse entlang einer Achse ohne Krümmung hat keinen Einfluss auf die optische Leistung der Linse. Zylinderlinsen können verschiedene Formen haben, darunter rechteckig, quadratisch, kreisförmig und elliptisch. Plankonvexe Formen werden für die Streuung von Licht verwendet, während plankonvexe Formen für die Fokussierung verwendet werden.
Wenn beispielsweise ein schmaler Laserstrahl auf eine Zylinderlinse trifft, wird der Strahl in der Richtung ohne Krümmung (in Richtung der Matrix) emittiert, was der Dicke des ursprünglichen Laserstrahls entspricht, während in der Richtung mit Krümmung (senkrecht zur Matrix) der Strahl gestreut wird, was zu einem flachen Laserstrahl führt.
Wird die flächig verteilte Laseroberfläche mit einer Kamera betrachtet, so scheinen Objekte, die die Fläche durchqueren, durch. Die Position, Größe und Geschwindigkeit dieser Objekte kann untersucht werden. Ein typisches Beispiel ist die Particle Image Velocimetry (PIV).
Wird eine Lichtplatte auf eine Wand gestrahlt, wird eine gerade Linie gezeichnet, die in Kombination mit einer Wasserwaage verwendet werden kann, um eine hochgenaue horizontale Linie zu projizieren. Dies ist als Lasermarkierung bekannt und wird auf Baustellen verwendet.