[发明专利]一种透明光学元件以及光场透过透明光学元件的调整方法

说明书

本发明提供一种透明光学元件以及光场透过透明光学元件的调整方法，所述调整方法包括如下步骤：S1：对进入透明光学元件的微透镜阵列的入射光进行光场追迹；S2：第一入射光场通过透明光学元件的微透镜阵列的出射光进行光场追迹；S3：第二入射光场穿过观察者的晶状体并形成出射光，对出射光进行追迹，且出射光通过观察者视网膜并形式投射光场；S4：获得观察者视网膜上分布的光场强度；S5：根据观察者视网膜上分布的光场强度得到观察者视网膜像素强度分布的均方误差，以均方误差最小值为目标进行优化。本发明利用随机分布的微透镜阵列利用反射的原理来实现消眩光，光场经过微透镜表面，使得镜面反射能量大幅降低，达到防眩光的效果。

技术领域

本发明涉及微纳光学领域，尤其涉及一种透明光学元件以及光场透过透明光学元件的调整方法。

背景技术

防眩光是将入射到物体表面的太阳光或者灯光，通过散射或者反射的方式，减少其镜面反射，从而进入观察者眼镜的反射光线变少，使得观察者的眼镜不受较强反射光线的照射，保护观察者的用眼健康，尤其是在使用越来越普及的电子屏幕时。

现有的大量应用的防眩光实现技术是基于使用微纳米结构实现对入射光的散射。光波照射到纳米结构的颗粒，根据米氏散射理论，光波会被散射到各个方向，从而镜面反射，或者接近镜面反射角度的光波的能量就会大幅衰减，达到防眩光的效果。

现有公开的关于微纳结构的专利有很多：专利CN202020554713公开了喷涂的纳米微球、专利CN202011568502公开纳米二氧化钛颗粒、专利CN202010271937公开纳米级二氧化硅颗粒、专利CN201911280712公开氧化铝细沙、专利CN201810316083公开纳米银颗粒以及专利CN201711477623公开防眩光涂料。

现有防眩光微纳米粒子的散射具有如下缺点：第一，生产容易产生散射粒子的不均匀分布，对于高PPI,例如手机屏幕的显示,容易产生肉眼可见的散点；第二，生产成本相对较高；第三，由于粒子的散射效应，导致透过率偏低等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使得出光元件出射的光在人眼实现均匀分布且达到防炫目效果的透明光学元件以及光场透过透明光学元件的调整方法。

本发明提供一种光场透过透明光学元件的调整方法，所述透明光学元件包括微透镜阵列，包括如下步骤：

S1：对进入透明光学元件的微透镜阵列的入射光进行光场追迹，形成第一入射光场；

S2：第一入射光场通过透明光学元件的微透镜阵列的出射光进行光场追迹，形成第二入射光场；

S3：第二入射光场穿过观察者的晶状体并形成出射光，对出射光进行追迹，且出射光通过观察者视网膜并形式投射光场；

S4：获得观察者视网膜上分布的光场强度；

S5：根据观察者视网膜上分布的光场强度得到观察者视网膜像素强度分布的均方误差，以均方误差最小值为目标进行优化。

进一步地，观察者视网膜像素强度分布的均方误差的计算方法如公式(5)：

MSE为观察者视网膜的像素强度分别的均方误差；M为观察者视网膜上的像素点，为每个像素点上的光强度分布，I^Ret，Ave为像素点的平均值。

进一步地，根据优化算法计算公式(5)中的观察者视网膜的像素强度分布的均方误差的最小值作为优化目标。

进一步地，步骤S5中，还包括取得优化后根据微透镜阵列的每个微透镜的计算公式，获得所述观察者视网膜的像素强度分别的均方误差的最小值，据此对微透镜阵列的每个微透镜进行优化调整，其中“优化调整”的具体步骤为：

所述计算公式为公式(4)，公式(4)具体为：