科普：手機閃光燈周圍的圓圈并非裝飾

你看到的那些圓環(huán)是來自于菲涅爾鏡。既然大家產(chǎn)生了“為什么會有這樣的設計”的疑問，那下面就講講閃光燈的光路設計思想

閃光燈的燈管發(fā)出的光自然是向任意方向散射的：

但是閃光燈的目的就是為了照亮前方被攝物體，為了盡可能利用燈管所發(fā)出的光線，我們需要將這些光線集中射向前方。對于向燈管后方發(fā)射的光線，人們首先想到的是利用凹面反光鏡：

上圖可以看到，光源射向后方的光線（藍色）被凹面反光鏡聚集以后水平射向前方，但是射向前方和側方的光線（黃色）只有一小部分，也就是真正筆直向前的可以照到被攝物體，其它方向的也全都散失了。為了解決這個問題，最簡單的方法就是加深反光鏡：

這樣做雖然使得光線發(fā)射的問題得到改善，但是大大增加了閃光燈的厚度，并且還是有一部分光線（藍色表示）散失了。因此這種方法一般用于探照燈這類對體積沒有太多限制的設備。當然，我們還可以利用更復雜的光路系統(tǒng)，比如：

但這些系統(tǒng)都更加復雜，并且也非常厚，顯然不能適用在閃光燈上。那么為了解決“閃光燈射向前方的光線發(fā)散”這一問題，人們很自然的想到了利用凸透鏡：

為了使得透鏡外表面與閃光燈外殼齊平，可以采用半球形的凸透鏡：

但是凸透鏡對于一些閃光燈來說仍然較厚，比如追求超薄的手機，因此人們就用更薄的菲涅爾鏡來代替凸透鏡。菲涅爾鏡的構造如下：

這種神奇的鏡片比凸透鏡薄得多，但可以實現(xiàn)與凸透鏡相同的光路：

除了更薄之外，菲涅爾鏡還有更少的色差，因此，許多閃光燈（包括手機）上都會利用較淺的反光凹面鏡和菲涅爾鏡一起來實現(xiàn)“任何方向的光線都向前方匯聚”的效果啦。菲涅爾鏡看起來是這樣的：

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