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公开(公告)号：CN119987023A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510469582.6
申请日：2025-04-15
Applicant: 浙江大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明公开了一种用于扩展面光源光束调控的自由曲面透镜设计方法及系统，涉及非成像光学领域。本发明通过将扩展面光源分割为若干可视为点光源的小尺度光源，基于斯涅耳定律和能量守恒，构建蒙日‑安培方程；计算各分割独立小尺度光源在观测平面的能量贡献，根据各小尺度光源的能量贡献计算光照分布；建立面向扩展面光源的自由曲面透镜光束调控模型，进行数值求解，获得满足预定照明需求的自由曲面透镜。本发明能够高效整合和调控扩展光源的光束分布，在提高能量利用率的同时，实现紧凑的系统结构。系统可广泛应用于多种光学应用场景，包括高效照明、光学传感及其他需要紧凑结构与精准光束控制的领域。
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公开(公告)号：CN117111301A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202310863962.9
申请日：2023-07-14
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明涉及一种轻小型增强现实近眼显示系统，本系统由两个镜像对称的目视光学成像装置组合而成，每个目视光学成像装置包括1片自由曲面元件、2片玻璃平板、1片滤光片、2片自由体全息元件以及1个图像微显示器。图像微显示器发出的信号光经过滤光片筛选成特定波长范围后通过后续的光学系统最终进入人眼成像。同时外界光线还能透射进入人眼，实现超薄轻型双目近眼显示。其中自由曲面元件多面共体的设计极大地缩减光路体积和重量，以及减轻杂散光影响和定位的难度，提高系统的整体性能。
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公开(公告)号：CN114578580B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202111633763.6
申请日：2021-12-29
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开了一种准直背光源，所述准直背光源包括光源、自由曲面透镜、两个斜面贴合在一起的直角棱镜、位于两个直角棱镜之间的第一微纳器件、镀有透射率随位置变化的分光膜的导光板和贴合在导光板上的第二微纳器件；其中，直角棱镜的高沿光源方向布置。本发明还公开了一种包括上述准直光源、依次布置在导光板上方的角度偏折器件和LCD的三维显示装置。本发明还公开了一种多向背光源及包括多向背光源的三维显示装置。本发明提供的准直背光源和多向背光源，以及分别基于准直背光源和多向背光源的三维显示装置，为现有自由立体显示装置，从而提供厚度小、更轻便、大面积的定向显示的实现方式。
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公开(公告)号：CN115437143A
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202211175168.7
申请日：2022-09-26
Applicant: 浙江大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明公开了一种基于全光链路逆衍射计算的高性能光学成像系统及方法，属于计算成像领域。该系统包含主动照明模块、透镜和相机，其中主动照明模块用于对待成像的物体进行照明，透镜用于收集来自物体的信息并实现透镜输入端和输出端频率的合理变换，相机用于记录目标面及目标面后多个平面处的光场强度信息。该成像方法利用多个位置处相机所记录的强度信息反演出目标位置处的光场复振幅分布，之后再通过逆向传播该光场复振幅实现对物体的重构。本发明不需要满足传统光学中冗余的点对点的成像约束条件，通过更简单的系统实现与传统成像系统相同的信息量收集，并对物体进行重构，这大大缩小了光学成像系统的体积和重量，降低了光学成像系统的成本。
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公开(公告)号：CN115308915A
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202210926844.3
申请日：2022-08-03
Applicant: 浙江大学
IPC: G02B27/09
Abstract: 本发明公开了一种对具有非旋转对称光强分布的光源进行光束调控的自由曲面整形装置。属于非成像光学技术领域。本发明根据照明要求设置系统光路结构，通过数值剪裁自由曲面面形，对具有非旋转对称光强分布的光源进行灵活调控。本发明主要根据斯涅尔定律和能量守恒定律在计算机辅助下，设计出满足目标照明分布的自由曲面透镜。本发明可以在垂轴和倾斜的目标面上对光源的非旋转对称的出光分布进行调控，也可以对非旋转对称光源的出射光强度和波前同时调控。本发明可以只用一个自由曲面透镜将光源出光分布整形为目标辐射度分布。本发明结构简单；整形效果好、能量利用率高；实用性强，应用范围广。本发明设计能保证曲面的连续性，便于加工。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114609793A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210059759.1
申请日：2022-01-19
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明涉及一种宽光谱激光束整形系统，尤其涉及一种基于非球面透镜的宽光谱激光束整形系统。该整形系统包括光源和在光线行进的光轴方向上依次排列的第一光学透镜、第二光学透镜、第三光学透镜和第四光学透镜；通过各光学透镜的联合作用，可同时实现对宽光谱入射激光束的强度和波前的准确调控，使出射光束满足预定的波前和强度分布要求。本发明通过有效匹配光学材料实现宽谱段下的光束整形，有效光谱范围覆盖可见光波段。本发明结构紧凑、简单；整形效果好，能量利用率高；实用性强，应用范围广。
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公开(公告)号：CN109491060B
公开(公告)日：2020-10-23
申请号：CN201811543131.9
申请日：2018-12-17
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开一种用于桌面投影的超短焦物镜，包括：显示芯片，用于显示待投影物面；折射透镜组，设置于所述显示芯片的成像光路上，包括位于同一主光轴上的多个球面透镜和非球面透镜，用于平衡所述投影物面光线经过所述折射透镜组形成的像差；反射镜组，用于减小所述折射透镜组引起的场曲和畸变，反射由所述折射透镜组出射的成像光束，使图像成像于桌面上。本发明通过多个球面透镜和两个非球面透镜配合，平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；通过反射镜组减小场曲和畸变，并反射光线，实现短距离和高质量的投影大图像。
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公开(公告)号：CN110376738B
公开(公告)日：2020-08-04
申请号：CN201910511080.X
申请日：2019-06-13
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明涉及一种大视场轻型自由曲面波导型目视光学成像装置及其近眼显示系统，近眼显示系统由左右两个相同的目视光学成像装置左右对称放置组合而成，每个目视光学成像装置包括自由曲面波导元件和投影光学组件，投影光学组件用于将像源元件发出的图像光信号投射入自由曲面波导元件，自由曲面波导元件中间部分是一个空腔，大大减轻了波导元件的重量，光线在自由曲面波导元件中借由全反射条件向出瞳方向传播，达到不满足全内反射条件后经由出射面出射后进入使用者的眼睛，同时透射方向的光线还能正常透射直接进入人眼，从而实现超薄轻型近眼显示。
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公开(公告)号：CN110208941A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910363588.X
申请日：2019-04-30
Applicant: 浙江大学
IPC: G02B23/24
Abstract: 本发明公开了一种用于内窥镜均匀圆形照明的基于非球面透镜的光学系统，属于非成像光学技术领域。本发明系统根据照明要求设置非球面透镜的具体光路结构，包含一个非球面透镜，半透半反棱镜和渐变折射率透镜，根据折射定律，能量守恒定律和渐变折射率透镜光线传输特性，在计算机辅助下，设计出可实现均匀圆形照明的非球面。入射光线经非球面透镜折射再经半透半反镜折转后聚焦于渐变折射率透镜前端面中心，从渐变折射率透镜后端面出射后，在目标照明区域产生照度均匀的圆形光斑。本设计可获得较大的均匀圆形照明区域，能量利用率高，在内窥镜照明领域有重要应用价值。本发明设计能保证曲面的连续性，便于加工。
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公开(公告)号：CN109491060A
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201811543131.9
申请日：2018-12-17
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开一种用于桌面投影的超短焦物镜，包括：显示芯片，用于显示待投影物面；折射透镜组，设置于所述显示芯片的成像光路上，包括位于同一主光轴上的多个球面透镜和非球面透镜，用于平衡所述投影物面光线经过所述折射透镜组形成的像差；反射镜组，用于减小所述折射透镜组引起的场曲和畸变，反射由所述折射透镜组出射的成像光束，使图像成像于桌面上。本发明通过多个球面透镜和两个非球面透镜配合，平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；通过反射镜组减小场曲和畸变，并反射光线，实现短距离和高质量的投影大图像。
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