เคยมีด็อกเตอร์ที่เรียนจบวิชาฟิสิกซ์จากประเทศปะกิด มาสอนผมว่าเลนส์เฟรสเนลนั้นเกิดจากการเอาของมีคมมากรีดแผ่นกระจกให้เป็นเส้นวงกลมซ้อนๆกัน ทำเอาผมช็อกน้อยๆ ต่อมาผมก็ได้พบกับอาจารย์โสตฯที่เรียนจบวิชาโสตฯในระดับปริญญาโท มาพูดกับผมในทำนองเดียวกัน

เลยทำให้ผมรู้ที่มาของการสอนแบบนี้ว่ามาจากที่ใด รวมทั้งรู้สึก หดหู่ว่าเขาเอามาสอนแบบนี้ได้อย่างไร ทำไมจึงต้องรีบสรุปเอาเอง ว่าต้องเป็นอย่างนั้นเป็นอย่างนี้ ทำไมไม่ค้นคว้า มันเป็นแบบเดียว กับบทความของผมเรื่อง TV Line ที่บริษัทมิตซูบิชิอีเลคทริคกันยง วัฒนาจำกัด มาบรรยายว่า TV Line คือเส้นบรรทัดบางๆบน จอภาพ เมื่อผมแกล้งบอกว่า TV Line ไม่ใช่อย่างที่เขาบรรยาย ก็ หงิกทันที่

รูปที่ 1 ไฟ Spot Light ที่ใช้เลนส์ฟรีเนลแทนเลนส์นู้น

     ครั้งหนึ่งผมเคยสั่งซื้อเลนส์เฟรสเนล จากผู้ประกอบเครื่องฉายแผ่นใส (Overhead projector = OHP) ในประเทศไทย

(ผู้ค้ารายนี้อ้างว่าตนเองเป็นผู้ผลิตเครื่องฉายแผ่นใสแล้วส่งไปขายให้กับโรงงานในประเทศสโลเวเนีย แต่แท้จริงแล้ว

ตนเองเป็นแค่ผู้ซื้อชิ้นส่วนต่างๆจากโรงงานนี้ เว้นตัวถังที่ผลิตเองในประเทศไทย และไม่เคยส่งกลับไปขายให้กับโรงงานนั้น) แล้วผมก็ขอทราบ

ทางยาวโฟกัส ลูกสาวเจ้าของร้านก็ถามกลับว่าอะไรกันเลนส์เฟรสแนล

มีทางยาวโฟกัสด้วยหรือ ผมก็บอกว่าเมื่อเลนส์เฟรสแนลเป็นเลนส์ ก็ต้องมีทางยาวโฟกัสซิ เธอไม่ตอบ ส่วนผมก็ไม่เซ้าชี้ขอคำตอบอะไร

    วันหนึ่งนักศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือโทรมาหาซื้อเลนส์ฟรีเนล ผมเลยสอนเขาว่าชื่อที่ถูกต้องคือเลนส์เฟรสเนล นักศึกษาจึงตอบกลับอ้อมๆแอ้มๆว่าเห็นอาจารย์ท่านบอกเขาอย่างนั้น แต่อีกประมาณ 1 สัปดาห์ ผมจึงพบในนิตยสาร S&VC (บางช่วงก็เขียนเป็น S & V Contractor และบางช่วงก็เขียนเป็น Sound & Video Contractor ) เขาบอกว่าการออกเสียงที่ถูกต้องของคำว่า Fresnel lens คือเลนส์ฟรีเนล ซึ่งเป็นชื่อของนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Augustin-Jean Fresnel ดังนั้นการออกเสียงจึงเป็นฟรีเนล ผมเสียใจและอยากขอโทษเขา แต่ไม่มีเบอร์โทรศัพท์ของเขา ผมจึงขออภัยมา ณ ที่นี้แทน ซึ่งเขาผู้ประดิฐฟรีเนล เพื่อใช้กับกระโจมไฟ

รูปที่ 2 .เลนส์ฟรีเลนส์รุ่นแรกๆ ที่ใช้กับกระโจมไฟ

วันหนึ่งผมได้ชมภาพยนตร์ทาง TrueVision ได้เห็นตัวพระและ ตัวนางขึ้นไปมีปากเสียงกันบนกระโจมไฟ (ประภาคาร) ผมสังเกตุ เห็นฉากหลังที่มีแสงไฟ มีการใช้เลนส์ฟรีเลน ผมเลยเริ่มสังเกต ดูไฟจราจรและไฟ Spot light ที่ใช้ส่องบนเวที ซึ่งไฟทั้ง 2 อย่างนี้ มีลำแสงที่แคบแบบเดียวกับไฟของกระโจมไฟ ล้วนใช้เลนส์ฟรีเนล   หลักการในการทำงาน และการออกแบบเลนส์ฟรีเนลให้ซอนหั่น เลนส์นูน และเอามเรียงใหม่โดยให้ด้านบนอยู่ระนาบเดียวกัน ทำให้ ด้านล่างยื่นออกมา ยิ่งอยู่กลางเลนส์มากเท่าไหร่ยิ่งยื่นออกมามากเท่านั้น

การหันเลนส์นูนนั้น ไม่ใช่หั่นเหมือนการหันแตงกวาครึ่งซีก แล้วเอามาฝานเป็นแว่น แต่เป็นการหั่นตามความสูงที่เท่ากัน ผมจึงขอยืมคำที่ใช้เรียกเส้นบอกความสูงในแผนที่ภูมิศาสตร์ว่าเส้น Contour

รูปที่ 5. หลักการที่มาที่ไปออกแบบเลนส์ฟรีเนล

มาใช้กับเส้นวงกลมของเลนส์ฟรีเนลดังนั้นรอยหั่นตามเส้น Contour จึงเป็นวงกลมๆซ้อนกัน
เสร็จแล้วให้เรียงใหม่ โดยให้ด้านโค้งนูนอยู่ในระดับเดียวกัน

ภาพเลนส์นู้นและเลนส์ฟรีเนลที่มองจากด้านบน จะเห็นว่าการหั่นเลนส์ไม่ใช่การหั่นเป็นเส้นตรง แต่เป็นการหั่นเป็นแนววงกลมที่มีระดับสูงเท่ากัน

 ซึ่งจะทำให้ด้านล่างของส่วนเลนส์ที่หนายืดลงมา ยิ่งอยู่กลางเลนส์มากเท่าไหร่ส่วนล่างของเลนส์ก็จะยิ่งห้อยต่ำลงมากเท่านั้น ต่อจากนั้นให้หั่นชิ้นเลนส์ที่ยื่นลงมาออก จนด้านล่างขอเลนส์เป็นแผ่นเรียบ

โดยการสรุปเอาว่าแสงที่ส่องเข้าจากด้านล่างตั้งฉากกับพื้นเลนส์ด้านล่าง จึงผ่านเข้าแก้วเลนส์โดยไม่มีการหักเหเกิดขึ้น ซึ่งก็เหมือนกับเลนส์นูนธรรมดา

รูปที่ 6. ภาพเปรียบเทียบระหว่างเลนส์ฟรีเนล กับเลนส์นูนที่ชัดเจน

ประโยชน์ของเลนส์ฟรีเนลคือ

1. น้ำหนักของเลนส์ฟรีเนลจะเบาลง เพราะมีการลดมวลแก้วลง
   
   
2. ไม่แตกง่ายจากความร้อน เพราะมีความบางพอๆกันทั่วทั้งแผ่นเลนส์ ขณะที่เลนส์นูนปกติตรงขอบจะบาง ส่วนตรงกลางจะหนา
   
   ความร้อนที่ผิวเลนส์ที่หนาจะสูงกว่าเลนสที่อยู่ลึกๆ ทำให้การขยายตัวของเนื้อเลนส์ไม่เท่ากัน อันเป็นเหตุให้เลนส์แตกง่าย
   
   
3. ทำให้สามารถทำเลนส์ฟรีเนลให้มีขนาดใหญ่ได้ตามต้องการ
   
   
4. ราคาจะถูกลงมากๆ โดยเฉพาะเลนส์ฟรีเนลที่ทำด้วยอคลิลิค

ในการผลิตเลนส์ที่เป็นแก้ว เราจะหลอมแก้วในกระถางดินพิเศษซึ่งมีราคาสูงมาก เมื่อแก้วเลนส์เย็นลง ก้อนแก้วจะแตก รวมทั้งกระถาง

ดินก็จะแตกด้วย หลังจากนั้นจะนำแท่งแก้วที่มีขนาดพอเหมาะที่จะใช้ทำเลนส์มาตรวจดูคุณภาพ ว่าไม่มีรอยร้าว ไม่มีฟองอากาศ และ

ไม่มีเม็ดแก้วขุ่นๆ อันเนื่องจากร้อนไม่พอ แล้วนำมาตัดเป็นแท่งสี่เหลี่ยมด้วยไฟแก๊สให้

มีรูปร่างคล้ายขนมสาสี่ เสร็จแล้วจึงนำมาอบให้ร้อนจนนิ่ม แล้วนำไปปั้มให้นูนคล้ายๆกับเลนส์ เพื่อให้การฝนแก้วให้เป็นเลนส์จะได้ไม่

ต้องฝนเลนส์มาก ขั้นตอนเหล่านี้แพงมาก

     ในการทำเลนส์ฟรีเนลด้วยแก้วเราสามารถหล่อแก้วขึ้นรูปได้เลย หากจำนวนการหั่นเลนส์นั้นหยาบ เช่น เลนส์ฟรีเนลที่ใช้กับกระโจม

หรือเลนส์ฟรีเนลที่ใช้กับไฟจราจร และเลนส์ฟรีเนลที่ใช้กับสปอตไลท์ที่ต้องตากแดดตากลมที่อาจมีฝุ่น

แต่เราไม่สามารถหล่อเลนส์ฟรีเนลที่ละเอียดได้ เราจึงหล่อด้วยอคริริคที่ขาวและใส เมื่อหล่อเสร็จแล้วจะมีความละเอียด แต่เลนส์ที่ทำจาก

อคริริคจะนิ่ม ไม่เหมาะที่จะใช้กลางแจ้งได้ดี

      เหตุที่เขียนบทความเรื่องเลนส์ฟรีเนลขึ้นมาก็เพราะ ผมอยากจะเขียนเรื่องเครื่องฉายภาพแผ่นใส (Overhead projector = OHP)

และเมื่อเขียนถึงเลนส์ฟรีเนล ผู้อ่านจะได้รู้ว่าเลนส์ฟรีเนลคือเลนส์อะไร และทำหน้าที่อะไร

    หลักการของการทำงานของเลนส์ฟรีเนล ผมได้พยายามค้นคว้าทางอินเตอร์เน็ต และ วิพีเดียกิ แต่ก็ยังหาไม่พบ รวมทั้งภาพอธิบาย

หลายภาพก็ต้องออกแบบและวาดขึ้นมาใหม่ โดยพยายามให้เข้าใจได้ง่าย

   หากเราค้นคว้าเราก็จะได้คำตอบ ไม่ใช่คิดขึ้นมาเองแล้วมาสอนคนนี้ อย่างที่นักวิชาการจำนวนมากนิยมทำกัน