[发明专利]光学元件、光学元件的构建方法、装置、介质及设备

说明书

本公开涉及一种光学元件、光学元件的构建方法、装置、介质及设备。其中，光学元件，用于将入射光线偏折后对目标面进行区域照射，所述光学元件包括一旋转对称的自由曲面，所述目标面上的目标光强分布与1/cos³φ呈正比例关系，其中，φ为所述入射光线经所述光学元件偏折后的出射光线的俯仰角。由于目标面上的目标光强分布与1/cos³φ呈正比例关系，由此，可以保证目标面照度一致，从而使得光学元件的照度均匀度稳定控制在2以下，从而提高使用者的视觉功效及舒适性，缓解视觉疲劳现象的发生。

技术领域

本公开涉及光学技术领域，具体地，涉及一种光学元件、光学元件的构建方法、装置、介质及设备。

背景技术

用于读写照明的台灯，有的没有照明光学设计，例如，灯泡或灯管加灯罩，有的具有照明光学设计，例如，LED光源颗粒采用圆形排布或长方形阵列式排布，并加扩散板、透镜或反射元件，其照明范围多为圆形、椭圆形或近长方形。满足GB9473的AA标准的台灯的照度均匀度需小于3，亦即在台灯中心50CM照明范围内的照度最大值与最小值之比不大于3。在照度值合理的前提下，该照度均匀度越接近1，照明越均匀，越不易引起视疲劳，带给使用者的照明体验也更佳。因此，如何降低光学元件的照度均匀度，以保证照明均匀，成为提升照明体验的关键。

发明内容

提供该部分内容以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该部分内容并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

第一方面，本公开提供一种一种光学元件，用于将入射光线偏折后对目标面进行区域照射，所述光学元件包括一旋转对称的自由曲面，所述目标面上的目标光强分布与1/cos³φ呈正比例关系，其中，φ为所述入射光线经所述光学元件偏折后的出射光线的俯仰角。

第二方面，本公开提供一种台灯，包括光源和光学元件，所述光学元件为根据本公开第一方面提供的所述光学元件。

第三方面，本公开提供一种光学元件的构建方法，所述光学元件为根据本公开第一方面提供的所述光学元件；

所述方法包括：

确定所述入射光线的光源光强分布，其中，假设所述入射光线的光源为点光源；

获取所述目标面的初始照度分布，其中，所述初始照度分布为常数；

基于所述初始照度分布，确定所述目标面上的目标光强分布；

根据所述目标光强分布和所述光源光强分布，生成所述自由曲面对应的轮廓曲线；

根据所述轮廓曲线，生成所述自由曲面。

第四方面，本公开提供一种光学元件的构建装置，所述光学元件为根据本公开第一方面提供的所述光学元件；

所述装置包括：

第一确定模块，用于确定所述入射光线的光源光强分布，其中，假设所述入射光线的光源为点光源；

获取模块，用于获取所述目标面的初始照度分布，其中，所述初始照度分布为常数；

第二确定模块，用于基于所述获取模块获取到的所述初始照度分布，确定所述目标面上的目标光强分布；

第一生成模块，用于根据所述第二确定模块确定出的所述目标光强分布和所述第一确定模块确定出的所述光源光强分布，生成所述自由曲面对应的轮廓曲线；

第二生成模块，用于根据所述第一生成模块生成的所述轮廓曲线，生成所述自由曲面。

第五方面，本公开提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理装置执行时实现本公开第三方面提供的所述方法的步骤。