一种微反射镜阵列产生照明光瞳方法及装置与流程

本发明涉及照明，具体涉及一种微反射镜阵列产生照明光瞳方法及装置。

背景技术：

1、微反射镜阵列是一种可以产生任意曝光照明的光学器件，但是想要确定得到目标图像所需要的微反射镜的偏转角，需要花费大量的时间。目前，大部分现有技术都是采用遗传算法、模拟退火法及蚁群算法等全局优化算法，优化参数为所有微反射镜的偏转角，这需要耗费大量的时间。并且伴随着微反射镜的数量增多，优化难度和时间以指数增加，甚至达到几十个小时，优化方向不可控。

技术实现思路

1、针对控制微反射镜阵列产生目标照明光瞳时，需要花费大量的时间控制微反射镜的偏转角度，本申请提供一种微反射镜阵列产生照明光瞳方法及装置，本申请采用一种反向求解思路，通过目标光场的强度反向求解微反射镜的偏转角度，只需几秒钟，并且自由度高，对目标光场具有一定的可控性。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、本发明提供一种微反射镜阵列产生照明光瞳方法，包括步骤：

4、将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标；

5、将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的x轴和y轴偏转角度；

6、控制各微反射镜旋转至其对应的偏转角度产生与目标光场相近的照明光瞳。

7、进一步优选地，根据光瞳能量大小将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标，具体包括步骤：

8、获取原始目标光场，并将原始目标光场中不同位置的光瞳强度线性转化为不同的光斑分布概率；

9、在所述原始目标光场中随机选取与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑；

10、根据原始目标光场中各位置的光斑分布概率将选取的光斑重新分布，形成子目标光场，所述子目标光场中各位置的光瞳强度之比等于或约等于原始目标光场中各位置的光瞳强度之比；

11、提取子目标光场中各光斑的坐标。

12、进一步优选地，所述将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的x轴和y轴偏转角度，具体包括步骤：

13、将各光斑坐标和各微反射镜的坐标一一对应；

14、根据对应的坐标计算各微反射镜的x轴、y轴和z轴的方向余弦：

15、

16、

17、

18、其中，(xi，yi，zi)为第i个微反射镜的坐标，(mi，ni，pi)为第i个光斑坐标，(αi，βi，γi)分别为第i个微反射镜的x轴、y轴和z轴的方向余弦；

19、根据各微反射镜的x轴和y轴的方向余弦分别计算x轴和y轴的偏转角度。

20、进一步优选地，将各光斑坐标与垂直于其反射的微反射镜坐标进行一一对应，以使微反射镜的偏转角度最小。

21、本发明还提供一种微反射镜阵列产生照明光瞳装置，包括：

22、提取模块，用于将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标；

23、计算模块，用于将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的x轴和y轴偏转角度；

24、控制模块，用于控制各微反射镜旋转至其对应的偏转角度产生与目标光场相近的照明光瞳。

25、进一步优选地，所述提取模块用于根据光瞳能量大小将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标，具体为：

26、获取原始目标光场，并将原始目标光场中不同位置的光瞳强度线性转化为不同的光斑分布概率；

27、在所述原始目标光场中随机选取与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑；

28、根据原始目标光场中各位置的光斑分布概率将选取的光斑重新分布，形成子目标光场，所述子目标光场中各位置的光瞳强度之比等于或约等于原始目标光场中各位置的光瞳强度之比；

29、提取子目标光场中各光斑的坐标。

30、进一步优选地，所述计算模块将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的x轴和y轴偏转角度，具体包括：

31、将各光斑坐标和各微反射镜的坐标一一对应；

32、根据对应的坐标计算各微反射镜的x轴、y轴和z轴的方向余弦：

33、

34、

35、

36、其中，(xi，yi，zi)为第i个微反射镜的坐标，(mi，ni，pi)为第i个光斑坐标，(αi，βi，γi)分别为第i个微反射镜的x轴、y轴和z轴的方向余弦；

37、根据各微反射镜的x轴和y轴的方向余弦分别计算x轴和y轴的偏转角度。

38、依据上述实施例的微反射镜阵列产生照明光瞳方法及装置，本申请根据目标光场强度大小分解为与微反射镜相同数量的光斑，将每个光斑坐标与微反射镜中心点坐标一一对应，即可直接求解每个微反射镜的偏转角，使得入射光经微反射镜后到达特定的坐标，可实现可变自由照明光瞳；该方法速度快，可控性强，完全脱离优化算法时间长，可控性低等缺点，具有较强的实用性。

技术特征：

1.一种微反射镜阵列产生照明光瞳方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的微反射镜阵列产生照明光瞳方法，其特征在于，根据光瞳能量大小将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标，具体包括步骤：

3.如权利要求1所述的微反射镜阵列产生照明光瞳方法，其特征在于，所述将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的x轴和y轴偏转角度，具体包括步骤：

4.如权利要求3所述的微反射镜阵列产生照明光瞳方法，其特征在于，将各光斑坐标与垂直于其反射的微反射镜坐标进行一一对应，以使微反射镜的偏转角度最小。

5.一种微反射镜阵列产生照明光瞳装置，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的微反射镜阵列产生照明光瞳装置，其特征在于，所述提取模块用于根据光瞳能量大小将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标，具体为：

7.如权利要求5所述的微反射镜阵列产生照明光瞳装置，其特征在于，所述计算模块将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的x轴和y轴偏转角度，具体包括：

技术总结一种微反射镜阵列产生照明光瞳方法及装置，方法包括步骤：将目标光场转换为与微反射镜阵列中微反射镜数量相同的光斑，并提取光斑坐标；将光斑坐标与微反射镜的中心坐标一一对应，计算各微反射镜的X轴和Y轴偏转角度；控制各微反射镜旋转至其对应的偏转角度产生与目标光场相近的照明光瞳。本申请根据目标光场强度大小分解为与微反射镜相同数量的光斑，将每个光斑坐标与微反射镜中心点坐标一一对应，即可直接求解每个微反射镜的偏转角，使得入射光经微反射镜后到达特定的坐标，可实现可变自由照明光瞳；该方法速度快，可控性强，完全脱离优化算法时间长，可控性低等缺点，具有较强的实用性。技术研发人员：杨安连受保护的技术使用者：上海镭望光学科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29