一种利用自由曲面透镜实现光束匀光控制的方法

摘要

本发明公开了一种利用自由曲面透镜实现光束匀光控制的方法，包括：步骤1：确定需要进行匀光控制的光源的光分布形式；步骤2：确定实现匀光控制区域的位置信息；步骤3：确定透镜材料；步骤4：基于能量守恒定律，将匀光控制区域划分成若干子区域；步骤5：建立步骤4中任一子区域与光源出射角的一一对应关系；步骤6：基于折射定律和步骤4、5的对应关系求解自由曲面透镜的面型。本发明实现了对任意光源的光束匀光控制，经过该自由曲面透镜后的光束呈现出任意形状的均匀的光斑。

主权项

1.一种利用自由曲面透镜实现光束匀光控制的方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：根据提供的光源资料，确定光源的光分布函数；步骤2：根据具体需要确定目标照明区域的形状和位置，其中该目标照明区域的形状为矩形；步骤3：根据透镜材料，确定透镜材料的折射率n；步骤4：将矩形区域划分成若干过矩形中心的子区域，每个子区域对应的网格长度满足公式其中为过矩形中心的线段与矩形的长边a所成的角，即步骤5：根据能量守恒定律，建立步骤4获得区域网格上任一点与光源出射角θ的一一对应关系，其关系如公式∫I(θ)dθ＝∫Adρ，其中ρ为点与矩形中心的距离，A为目标区域的平均光强值；步骤6：根据步骤4中公式和步骤5中公式获得的与目标矩形区域上任一点的对应关系，根据折射定律对曲面面型进行求解；透镜前表面为平面，使光线正入射进入透镜，减少反射损耗；后表面每一网格上的点的法线满足关系公式其中为自由曲面透镜上某一网格的法线与光源的θ和方向的夹角，为目标区域上某一网格的法线与光源的θ和方向的夹角，为光源发出的该条光线在θ和方向上的夹角，n为透镜的折射率。