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。缓解视觉疲劳现象的发生。缓解视觉疲劳现象的发生。
【技术实现步骤摘要】
光学元件、光学元件的构建方法、装置、介质及设备
[0001]本公开涉及光学
，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。
技术介绍
[0002]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。
技术实现思路
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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；
[0007]所述方法包括：
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]根据所述轮廓曲线，生成所述自由曲面。
[0013]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；
[0014]所述装置包括：
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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。
[0020]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。
[0021]第六方面，本公开提供一种电子设备，包括：
[0022]存储装置，其上存储有一个或多个计算机程序；
[0023]一个或多个处理装置，用于执行所述存储装置中的所述一个或多个计算机程序，以实现本公开第三方面提供的所述方法的步骤。
[0024]在上述技术方案中，用于将入射光线偏折后对目标面进行区域照射的光学元件，包括一旋转对称的自由曲面，并且，目标面上的目标光强分布与1/cos3φ呈正比例关系。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。
[0025]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0026]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。在附图中：
[0027]图1是根据一示例性实施例示出的一种光学元件的三维结构示意图。
[0028]图2是图1中所示的光学元件中光线折射示意图。
[0029]图3是图1中所示的光学元件的截面图。
[0030]图4是根据另一示例性实施例示出的一种光学元件的三维结构示意图。
[0031]图5是图4中所示的光学元件中光线折射示意图。
[0032]图6是图4中所示的光学元件的截面图。
[0033]图7是根据一示例性实施例示出的一种光学元件的构建方法的流程图。
[0034]图8是根据另一示例性实施例示出的一种光学元件的构建方法的流程图。
[0035]图9是根据一示例性实施例示出的一种光学元件的构建装置的框图。
[0036]图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
[0037]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些
实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
[0038]应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
[0039]本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
[0040]需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
[0041]需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
[0042]本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
[0043]本公开提供一种光学元件，用于将入射光线偏折后对目标面进行区域照射，其中，光学元件包括一旋转对称的自由曲面，并且，目标面上的目标光强分布与1/cos3φ呈正比例关系，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学元件，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，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件为反射镜或透镜。3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件为透镜；其中，所述透镜的入光面为球面，所述透镜的出光面为所述自由曲面、且所述自由曲面为凸面；或者，所述透镜的入光面为所述自由曲面、且所述自由曲面为凹面，所述透镜的出光面为平面。4.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述透镜的入光面为球面，所述透镜的出光面为所述自由曲面、且所述自由曲面为凸面；所述出光面与所述目标面之间的距离在40cm～50cm范围内，所述目标面为半径在50cm～60cm范围内的圆形，所述入射光线的俯仰角的最大值为90
°
。5.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述透镜的入光面为所述自由曲面、且所述自由曲面为凹面，所述透镜的出光面为平面；所述出光面与所述目标面之间的距离在40cm～50cm范围内，所述目标面为半径在60cm～75cm范围内的圆形，所述入射光线的俯仰角的最大值为56
°
，所述透镜的材质为PMMA。6.一种台灯，包括光源和光学元件，其特征在于，所述光学元件为根据权利要求1
‑
5中任一项所述的光学元件。7.一种光学元件的构建方法，其特征在于，所述光学元件为根据权利要求1
‑
5中任一项所述的光学元件；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。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述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，包括：根据所述目标光强分布和所述光源光强分布，建立所述入射光线与所述自由曲面的出射光线的映射关系；根据所述映射关系，基于折射定律生成所述自由曲面对应的轮廓曲线面。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标光强分布和所述光源光强分布，建立所述入射光线与所述自由曲面的出射光线的映射关系，包括：根据所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：付苓，
申请(专利权)人：北京字节跳动网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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