全局光矩阵光源系统的制作方法

本发明涉及光学设备技术，特别是涉及一种全局光矩阵光源系统的技术。

背景技术：

1、全局光照明是指场景光源在景物表面产生的全部光照效果，包含了直接光照和间接光照效果。

2、全局光照明需要目标物体的多个方向、多个角度的光照，光照的方向、角度越多，成像的质量也越高，由于现有的光源难以实现全局光照明，因此现有的全局光照明实现方法都是在计算机中对成像设备所拍摄的图像使用大量的虚拟光源(virtual light)来模拟直接光源经过物体多次折射后的光照效果，并通过算法调整参数，模拟出目标物体的形状、材质等，从而使成像设备拍摄的目标物体图像具有物理光感下的逼真效果，能为工业设计、影视娱乐、虚拟现实等技术提供高质量真实感立体物体图像。

3、现有全局光照明实现方法由于需要使用大量的虚拟光源，图像绘制要消耗大量计算资源，图像绘制时间也较长，特别是需要绘制高质量和大场景的图像时，虚拟光源模拟的算法需要几分钟甚至几十分钟的时间才可以绘制一幅画面，其中的大部分时间都消耗在计算巨大数目的虚拟光源的光照上。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现多方向、多角度、多强度的光照，从而能快速实现全局光照明效果的全局光矩阵光源系统。

2、为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种全局光矩阵光源系统，包括外罩，及安装在外罩内的多个光源；其特征在于：

3、所述外罩为向下单面开放的罩体，外罩的罩壁不透光，外罩的上侧罩壁中心设有导光口，各个光源围绕导光口对称布设；

4、所述光源包括光源载架，及固定在光源载架上的多个照明模组，并且各个照明模组排列成多行多列的照明模组阵列；

5、所述照明模组由照明灯珠、微透镜组成，所述微透镜具有一个光入射面及三个光出射面，微透镜的光入射面罩盖住照明灯珠的出光面，使得照明灯珠发出的光都能通过微透镜出射，微透镜的三个光出射面分别为第一出射面、第二出射面、第三出射面，其中的第二出射面、第三出射面分别位于第一出射面的左右两侧；经第一出射面出射的光为平行光，经第二出射面出射的光为漫射光，并且微透镜的光入射面与第二出射面之间的夹角为锐角，经第三出射面出射的光为散射光，并且微透镜的光入射面与第三出射面之间的夹角在80～100度之间；

6、所述照明模组阵列中，同一行的照明模组中的微透镜的第二出射面都位于第一出射面的左侧或者都位于第一出射面的右侧，相邻行的照明模组中，其中一行照明模组的微透镜的第二出射面都位于第一出射面的左侧，另一行照明模组的微透镜的第二出射面都位于第一出射面的右侧；

7、所述照明模组中的微透镜的第一出射面的出光方向朝向外罩的下端开口。

8、进一步的，所述微透镜的光入射面与第二出射面之间的夹角为45±2度。

9、进一步的，所述微透镜的光入射面与第三出射面之间的夹角为90±2度。

10、进一步的，所述外罩为正棱柱状罩体。

11、进一步的，所述外罩的内壁面涂附有能吸收光线的吸光层。

12、进一步的，所述光源载架的表面涂附有能吸收光线的吸光层。

13、进一步的，所述外罩上侧罩壁中心的导光口呈矩形。

14、本发明提供的全局光矩阵光源系统，可将各个照明模组组成多种组合，通过控制各种照明模组组合点亮，并控制各个组合的光照强度，可为目标物提供不同角度及不同强度的光照，还能通过微透镜的第二出射面实现定向补光，可形成不同角度与强度的光线投射到目标物表面，使之产生不同的投影，可以快速实现对目标物的多方向、多角度、多强度的全局光照明效果，形成真实的物体三维立体信息，并且外罩内壁面及光源载架的表面的吸光层能吸收散射杂光，实现均匀光照。

技术特征：

1.一种全局光矩阵光源系统，包括外罩，及安装在外罩内的多个光源；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的全局光矩阵光源系统，其特征在于：所述微透镜的光入射面与第二出射面之间的夹角为45±2度。

3.根据权利要求1所述的全局光矩阵光源系统，其特征在于：所述微透镜的光入射面与第三出射面之间的夹角为90±2度。

4.根据权利要求1所述的全局光矩阵光源系统，其特征在于：所述外罩为正棱柱状罩体。

5.根据权利要求1所述的全局光矩阵光源系统，其特征在于：所述外罩的内壁面涂附有能吸收光线的吸光层。

6.根据权利要求1所述的全局光矩阵光源系统，其特征在于：所述光源载架的表面涂附有能吸收光线的吸光层。

7.根据权利要求1所述的全局光矩阵光源系统，其特征在于：所述外罩上侧罩壁中心的导光口呈矩形。

技术总结
一种全局光矩阵光源系统，涉及光学设备技术领域，该系统包括外罩，及安装在外罩内的多个光源；所述外罩为向下单面开放的罩体，外罩的罩壁不透光，外罩的上侧罩壁中心设有导光口，各个光源围绕导光口对称布设；所述光源包括光源载架，及固定在光源载架上的照明模组阵列；所述照明模组由照明灯珠、微透镜组成，所述微透镜具有一个光入射面及三个光出射面，微透镜的三个光出射面分别为第一出射面、第二出射面、第三出射面，经第一出射面出射的光为平行光，经第二出射面出射的光为漫射光，并且微透镜的光入射面与第二出射面之间的夹角为锐角，经第三出射面出射的光为散射光。本发明提供的系统，适合用作立体成像设备的光源。

技术研发人员：武兵,田全慧
受保护的技术使用者：上海域达三维图像技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23