复眼透镜实现均匀照明一、复眼透镜均匀照明的基本原理
L1LA1LA2L2P
S
复眼均匀照明原理图
系统结构如图所示，点光源S置于准直透镜L1的焦点上，复眼LA2上每个小透镜的中心位于复眼LA1上对应的小透镜的焦点，像平面P位于聚光镜L2的焦平面。点光源经L1后成一束与光轴平行的平行光，光束经过复眼LA1后聚焦到第二块透镜的中心处，即复眼LA1将光源形成多个光源像进行照明，复眼LA2的每个小透镜将第一排复眼透镜对应的小透镜重叠成像在照明面P上。由于第一排复眼将光源的整个宽光束分为多个细光束照明，且每个细光束范围内的微小不均匀性由于处于对称位置细光束的相互叠加，使细光束的微小不均匀性获得补偿，从而使整个孔径内的光能量得到有效均匀的利用。从复眼LA2出射的光斑通过聚光镜聚集在照明屏上，照明屏上光斑的每一点均受到光源所有点发出的照射，同时，光源上每一点发出的光束又都交会重叠到照明光斑上的同一视场范围内，所以得到一个均匀的方形光斑。二、讨论1．加复眼2的作用？复眼2有一定的校正作用。加复眼2后，当准直后的光束与光轴有一定的夹角，但不是太大时候，经复眼1小透镜后偏离了对应复眼2每个小透镜的中心但未完全偏离对应的小透镜单元，此时由于焦平面上同一点发出的光线，经过透镜后，将平行出射，因此这与平行光轴的平行光通过第二列复眼透镜阵列后出射的光线方向一致，将照射到相同的区域，不产生旁瓣。
f发散角较小时的光路
2．光源尺寸过大的影响？发散角较大，会产生旁瓣。由于在扩展光源中偏离中心的一些点在焦平面上而不在焦点处，通过准直透镜后变成一束束与光轴倾斜的光线，当这些光线通过第一列复眼透镜阵列后，照射到第二列复眼透镜阵列时，偏离了对应的小透镜单元，使第一列复眼透镜阵列和第二列的各个小单元不再一一对应，产生旁瓣。
扩展光源光路系统
其中，S是发光面积，3．理想照明系统展度守恒的原则。展度E＝πSsi
θ，θ是发散角，可知当光斑的发散角增大时，照明面积会减小，光斑更加集中，亮度更高。所以当复眼透镜阵列数增加，减小每个微透镜的尺寸后，照明光斑亮度增加，但发散角也增加了，照明面积会减小。4．通道数目的奇偶性选择。奇数的通道意味着中央通道总是在中心，它每一侧的通道都包在中央通道上，这也就是空间均匀性的由来。偶数个透镜组则会使中央的光强有所降低。一般需要711个通道。
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