De fresnellens

Met een fresnellamp kun je licht in de vorm van een bundel produceren. Maar dat kan toch ook met een snoot of een grid? Dus waarom zou je dan toch voor een duurdere fresnellamp kiezen?

Een grid

Als we voor een flitser een grid (=een raster) plaatsen, dan zorgen we ervoor dat het licht minder de zijkanten op kan gaan. Een grid wordt aangeduid met graden. Bijvoorbeeld een 40° grid. Hoe kleiner het aantal graden, hoe minder groot de spot (=de ronde lichtvlek op de muur) wordt, maar ook hoe meer de lichtsterkte van de spot zal afnemen omdat een groter deel van het licht wordt tegengehouden.

Een grid met een klein aantal graden heeft niet alleen een kleine spot,  dit soort grids zorgen er ook voor dat er minder licht in de schaduwen terecht komt. Er kan gewoon minder licht via de zijkanten het grid verlaten. De overgang van licht naar donker verloopt daarom bij een laag aantal graden grid sneller als bij een hoog aantal graden grid. Zie ook afb 1.

In het midden zal de ‘spot’ overigens het meest licht zijn. De lichtste plek wordt wel de ‘pit’ van de spot genoemd. Naar buiten toe neemt de lichtsterkte steeds verder af.

Een snoot

Een snoot is een conusvormige koker dat voor een flitskop wordt geplaatst. Het flitslicht kan alleen de snoot door een relatief kleine opening verlaten. Hoe langer de grid en hoe kleiner de opening, hoe minder lichtstralen deze opening zullen kunnen vinden. De spot wordt hierdoor minder licht, maar ook scherper afgebakend.

Vaak wordt op de opening van een snoot nog een extra grid geplaatst om het licht nog meer richting te kunnen geven. Het licht dat de snoot niet kan verlaten wordt geabsorbeerd door het zwarte materiaal van de snoot. Net zoals dat natuurlijk met een grid gebeurt. Omdat veel van het licht niet rechtdoor kan gaan, neemt de lichtintensiteit af wanneer een snoot wordt gebruikt.  

Een snoot levert een relatief kleine spot op, dit natuurlijk afhankelijk van de grootte van de opening en de lengte van de snoot. De overgang van licht naar donker van een snoot vindt doorgaans sneller plaats dan bij een grid. De schaduwen worden door het licht van de snoot namelijk nauwelijks opgevuld.

Ook bij een snoot is een pit in het midden van de spot te vinden, zie afb 2.

Een frensnellamp

Een fresnellamp bestaat uit een lichtbron (dat kan ook een flitser zijn) waar een speciale lens voor wordt geplaatst. Deze zogenaamde fresnellens zorgt er voor dat het licht dat de lichtbron verlaat zo wordt omgeleid dat het als een bundel uit de lamp tevoorschijn komt.

Een fresnellens kan ook worden gebruikt voor het tegenovergestelde doel: om het licht juist te verstrooien. Om de werking van een fresnellens te kunnen vergelijken met die van een snoot of een grid, kijken we in dit artikel echter alleen naar de variant die het licht bundelt.

Omdat het licht tijdens dit bundelen niet wordt geabsorbeerd maar van richting wordt veranderd, blijft het licht van de frensnellamp in de spot relatief sterk. Het levert hierdoor een veel lichtere spot op dan een snoot of een grid opwerpt.

Een fresnellens zorgt er daarnaast voor dat de spot egaal verlicht wordt. Er ontstaat dus geen pit in de spot, hetgeen bij een snoot en grid wel gebeurt. Deze eigenschap zorgt er tevens voor dat het licht meer egaal van een grotere oppervlakte richting het te beschijnen onderwerp gaat, hetgeen het licht een stukje zachter maakt als dat van bijvoorbeeld een snoot.

Een tegen een muur geprojecteerde spot afkomstig van een fresnellens laat dus een gelijkmatige, egaal verlichte cirkel van licht zien dat een langzaam geleidelijk verloop kent richting de schaduw. Langzamer dan dat van een snoot of een grid. Zie ook afb 3.

Overeenkomsten

Wat een grid, een snoot en een frensnellamp overeenkomen, is dat ze het licht dat uit een lichtbron zoals een flitser komt, minder laten verspreiden. Ze zorgen er voor dat er een spotlight ontstaat. Met dit spotlight kunnen we gericht een deel van een scene verlichten.

De werking van een snoot en een grid zullen voor de meeste fotografen wel duidelijk zijn. Maar hoe werkt een fresnellens nu eigenlijk?

Historie

Het viel niet mee om in 1700 met een boot vracht te vervoeren, al was dat toen een van de belangrijkste manieren van goederentransport. Een veel voorkomend probleem was het navigeren langs de kust. Deed je dat niet goed, dan had je kans dat puntige rotsen in ondiep water het schip zouden laten vergaan.

Men deed hier al iets tegen door vuurtjes aan te steken op het strand. Deze vuren moesten dienen als navigatiepunten. Maar deze vuren waren niet altijd even goed te zien en versie twee van deze oplossing bestond er dan ook uit om vuurtorens te bouwen. Maar een eenvoudig vuurtje of flinke kaars dat in de vuurtoren kon branden, bleek niet zo goed te werken. De schippers zagen het licht meestal veel te laat met alle gevolgen van dien.

De Franse natuurkundige Augustin-Jean Fresnel bedacht hier iets op. Hij ontwikkelde een lens die later de fresnellens zou worden genoemd. Speciaal dus voor het gebruik in vuurtorens. Het ontwerp van deze lens zorgde ervoor dat zoveel mogelijk van het licht dat van een vuur afkomstig was, kon worden verzameld en als een bundel door kon worden gestuurd. Hierdoor kon men met hetzelfde licht veel verder komen.

De eerste lens die Fresnel liet maken werd in 1823 gebruikt in een vuurtoren in Frankrijk. Het licht wat daardoor gebundeld werd was op 30 km afstand nog te zien. Dit werd daarom een enorm succes! De helderheid van het licht werd door deze lens maar liefst vier keer zo hoog en daarmee werd de scheepvaart langs de kust vanaf dat moment een stuk veiliger.

De bouw en werking

Je herkent een fresnellens eenvoudig. Deze lenzen zijn niet glad aan beide kanten. Ze bevatten aan een kant allerlei uitgesneden hoeken en randen.

Een fresnellens werkt door het licht dat er schuin doorheen wil gaan, van richting te veranderen. Elke groef breekt het licht daarbij anders en stuurt het licht rechtdoor. Uiteindelijk vormt het hierdoor een lichtbundel die rechtdoor de lens verlaat. Zie afb 4 welke een historische tekening laat zien waarin een fresnellens het licht van een olielamp in een vuurtoren bundelt naar de eerder genoemde evenwijdige straal.

fresnellenzen gebruik je binnen de fotografie vooral om licht te bundelen, hoewel er ook varianten bestaan om het licht juist te verstrooien. Soms zie je ze daarom ook als plastic kapjes op flitsers gemonteerd die je er naar believen op of af kunt halen. Niet alleen handig voor vuurtorens dus, maar ook voor flitsers of om een spotlight in een theater mee te kunnen maken. Wij als fotografen kunnen er natuurlijk ook het licht uit een flitser mee bundelen in plaats van verstrooien.  

Verschillen met een snoot en grid

Omdat een frensnellens als bundelaar van licht het ‘verspreidende licht’ niet verloren laat gaan, is het licht afkomstig van een frensnellamp sterker dan dat van bijvoorbeeld een snoot. Daarnaast beschikken fresnellampen meestal over een aanpassingsmogelijkheid zodat je de bundel van het licht eenvoudig op doorsnede kunt aanpassen.

fresnellenzen worden binnen de fotografie vaak gebruikt om licht afkomstg van een flitser op een onderwerp te kunnen richten. Dit is vooral handig wanneer het onderwerp zich op een wat grotere afstand bevindt. Een snoot of grid zou op die grotere afstand een veel grotere spot creëren. Staat de lamp echter dichtbij, dan zul je waarschijnlijk minder verschil tussen een grid en een fresnellamp kunnen bemerken.

Een fresnelobjectief

fresnellenzen worden niet alleen als opzetstuk of kapjes voor flitsers verkocht. Er zijn ook fresnelobjectieven te koop. Dergelijke objectieven kunnen worden gebruikt voor het maken van portretten. Dit omdat fresnellenzen over een kleine scherptediepte beschikken. De achtergrond wordt hierdoor snel onscherp zodat het onderwerp meer opvalt. Ook ontstaat hierdoor extra snel bokeh.

Afb 1: Een grid bestaat uit een raster met gaatjes
Afb 2: Een snoot is een conusvormige pijp voor op een flitser
Afb 3: Een fresnellamp levert een gelijkmatige spot op
Afb 4: Een historische tekening over de werking van een fresnellens