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专利号: 2020102431572
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,包括:

以反射镜阵列的几何中心为原点,建立全局坐标系;

以目标面的几何中心为原点,建立局部坐标系;

建立入射光线在反射镜阵列上的全局坐标与反射镜阵列的倾斜角之间的关系式,记为角线关系式;

建立反射光线在目标面上的全局坐标与局部坐标之间的第二映射关系式;其中,所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后,经所述面元反射后所对应的光线;

根据所述角线关系式与所述第二映射关系式,建立反射镜阵列中各面元的倾斜角与反射光线在目标面上的局部坐标之间的第一映射关系式,其中,所述反射光线为光源发出的光照射在所述面元上后,经所述面元反射后所对应的光线;

根据所述目标面上的目标照明图案,定义每个目标反射子光束的中心光线在所述目标面上的目标局部坐标;

利用所述目标局部坐标和所述第一映射关系式,使用逆向解,计算出所述目标局部坐标对应的目标倾斜角矩阵;

根据所述目标倾斜角矩阵,调整所述反射镜阵列中各所述面元的倾斜角。

2.根据权利要求1所述的实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,以反射镜阵列的几何中心为原点,建立全局坐标系;以目标面的几何中心为原点,建立局部坐标系,包括:以反射镜阵列的几何中心为原点,以垂直于初始平面的方向作为z轴;其中,每个所述面元的反射平面全部在一个平面时的反射平面定义为初始平面;

所述初始平面上平行于反射镜阵列的长与宽的方向分别作为x轴和y轴,建立全局坐标系,所述全局坐标系中的点的坐标表示为(x,y,z);

以目标面的几何中心为原点建立局部坐标系,目标面的两个方向分别作为局部坐标系的X轴和Y轴,所述局部坐标系中点的局部坐标表示为(X,Y)。

3.根据权利要求2所述的实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,所述角线关系式为:式(1)中, 表示面元Fm,n沿所述全局坐标系的x轴和y轴倾斜(αm,n,βm,n)时,入射光线(m,n,u,v)在反射镜阵列的全局坐标;

Fm,n表示反射镜阵列上的每个面元,(m,n)是面元Fm,n的索引,m在[1,NFx]范围内取整值;

n在[1,NFy]范围内取整值;Fx为反射镜阵列在x轴方向上的面元个数;Fy为反射镜阵列在y轴方向上的面元个数;u和v是光线在面元Fm,n上的索引,u和v在[‑1,1]范围内取值;px为每个面元沿x轴的尺寸,py为每个面元沿y轴的尺寸;αm,n为面元Fm,n沿所述全局坐标系的x轴偏转角度,βm,n为面元Fm,n沿全局坐标系的y轴偏转角度。

4.根据权利要求3所述的实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,所述第一映射关系式为:式(2)中, 表示入射光线(m,n,u,v)的反射光线在目标面上的局部坐标; 为目标面中心的全局坐标; 为反射光线的单位矢量;k为变量;θD为目标面与初始平面法线之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,所述反射光线的单位矢量为:其中,θS为入射光线与初始平面的法线之间的夹角。

6.根据权利要求4所述的实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,变量k为:式(4)中,为反射光线在全局坐标系中x轴的矢量; 为反射光线在全局坐标系中y轴的矢量。

7.根据权利要求3所述的实现目标面任意照度分布的方法,其特征在于,所述面元的尺寸为1~10mm。