【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学设计领域,尤其是涉及一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜。
技术介绍
1、tof相机是一种利用飞行时间原理进行深度测量的相机。tof相机通常由发光单元、接收单元和透镜组成,而透镜在这个系统中发挥着关键作用。现有的tof相机在大角度探测下,当边缘倾斜角较大时,边缘的回波信号能量相对中心能量的目标反射率较低,会导致边缘因为信号幅值过低从而出现像素上的空洞。因此,我们通过设计透镜,构建一个能量满足余割分布的光源,填补像素空洞,使得在经过大角度的视场下,接收器能接收到的边缘回波能量和中心能量接近。
2、tof相机常用透镜有自由曲面透镜和双发透镜,相较双发透镜,自由曲面透镜灵活性更高,可以通过数值优化等方法更好的控制曲面形状与参数,抑制散射与反射,实现更好的光学性能。目前常用的自由曲面透镜的设计方法,针对lambo分布的led光源,利用有限元方法划分光源,满足矩形均匀照明的光照条件,该方法具有普适性,但也存在无法针对高斯分布的光源进行设计、光源背对目标面出现暗区、设计方法复杂和制造加工技术要求高等缺点。
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【技术保护点】
1.一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于:所述自由曲面透镜,包括高斯分布的光源、入射曲面,出射曲面和侧连接面,所述自由曲面透镜的内表面与外表面均由多段曲线构成,根据高斯分布的入射光线和出射光线的方向与能量建立函数关系,利用菲涅耳定律、能量守恒定律和折射定律推导而成,每段曲线之间光滑连续。
2.根据权利要求1中所述的一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于,所述自由曲面透镜设计包括:
3.根据权利要求1-2中所述的一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于:上限函数是一个向下逼近高斯函数曲线的线性
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【技术特征摘要】
1.一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于:所述自由曲面透镜,包括高斯分布的光源、入射曲面,出射曲面和侧连接面,所述自由曲面透镜的内表面与外表面均由多段曲线构成,根据高斯分布的入射光线和出射光线的方向与能量建立函数关系,利用菲涅耳定律、能量守恒定律和折射定律推导而成,每段曲线之间光滑连续。
2.根据权利要求1中所述的一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于,所述自由曲面透镜设计包括:
3.根据权利要求1-2中所述的一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于:上限函数是一个向下逼近高斯函数曲线的线性函数。
4.根据权利要求1-2中所述的一种利用函数上下界拟合进行规划的自由曲面透镜,其特征在于:下限函数是一个向上逼近高斯函数曲线的指数函数。
5.根据权利要求1-2中所述的一种利...
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