3.2 非旋轉對稱的非連續自由曲面透鏡設計案例

根據上文所述自由曲面透鏡設計方法，設計了非圓對稱非連續自由曲面透鏡（見圖3-10），其中N取500，M取64，透鏡材料采用PMMA，折射率n為1.4935，透鏡高度為5.0mm，矩形長為5m，寬為4m，偏差閾值角θt為3°。采用面積為1mm×1mmLED面光源，經過100萬條光線追跡模擬后，其在5.5m遠處目標面上的輻照度分布如圖3-11所示。

圖3-10 非圓對稱非連續自由曲面透鏡構造過程

圖3-11 目標面輻照度分布（左圖）和輪廓（右圖）

模擬結果表明，所設計的矩形光斑照明系統出光率為93.5%，在目標平面上X軸與Y軸方向的照度均勻度分別為UX=83.2%，UY=90.1%。由此可見此算法可以有效地設計出非圓對稱非連續自由曲面透鏡，基本達到了均勻照明的目的，能較好實現矩形均勻照明。