本发明涉及光学透镜或反射镜，尤其涉及一种光学透镜或反射镜的表面优化方法。
背景技术：
1、当光学器件的折射(或反射)表面不平整时，折射(或反射)光线会形成亮暗不均的光场，这种现象被称为焦散。然而，通过设计光学器件表面形状来控制焦散现象形成特定的光场是非常困难的，因为折射(或反射)表面的轻微变化可能会引起折射(或反射)方向发生巨大的改变。该过程通常需要大量计算，并使用光线追踪或其他技术来模拟光线经过透镜(或反射镜)，光学透镜(或反射镜)的设计在光电检测、光学加工、医学、建筑学等众多领域具有重要的理论意义和实际应用价值。
2、现有的焦散透镜(或反射镜)设计方法通常需要先求出法向场或可见性图等辅助特征，再根据这一辅助特征来重建光学器件的表面。然而当前的方法无法确保生成的光场拥有极高的精准度，首先这些方法没有直接考量重建表面所产生的焦散光场与目标光场的差异，所以在计算辅助特征与重建表面时误差会逐渐累积。另外许多方法使用三角网格来表示光学器件的表面，但却使用三角形的顶点法向来折射，这与真实物理世界中使用三角形面法向折射不符，这进一步增大了误差。最后这些方法只要求模拟结果与目标接近，忽略了在实际加工中可能出现的困难。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种光学透镜或反射镜的表面优化方法，该方法能够控制指定区域的光束方向和光强分布，根据光源信息、接收平面位置以及目标图像优化光学透镜或反射镜的表面形状，使得从光源发出的光经过透镜或反射镜能够在接收平面上呈现出目标图像，提高了光学器件的精准度。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种光学透镜或反射镜的表面优化方法，所述方法包括：
4、步骤1、给定单位光照方向目标图像和接收平面p,使用原始网格m0表示待优化光学透镜或反射镜的表面；
5、步骤2、利用折射或反射定律计算原始网格m0中每个基本几何单元t在接收平面p的位置t′，进而计算t′的中心位置将目标图像视为连续概率分布μ，计算中心位置与μ之间的半离散最优传输问题，得到优化后的位置
6、步骤3、根据与的对齐程度ealign、基本几何单元t携带光通量φ的变化程度eflux、原始网格m0的光滑程度esmooth以及障碍项ebarr建立优化问题，优化得到变形后的网格m1；
7、步骤4、在变形后的网格m1中重新计算所有基本几何单元t在接收平面p的位置t′，并叠加渲染后得到图像g；
8、步骤5、根据步骤4得到的图像g与目标图像之间的图像差异eimg、图像梯度差异egrad、超出图像边界惩罚项ebdr、变形后的网格m1的光滑程度esmooth以及障碍项ebarr建立优化问题，优化得到二次变形后的网格m2；
9、步骤6、将二次变形后的网格m2替换原始网格m0，并进行若干次m0-m1-m2的迭代，通过从粗到细策略，逐级加密网格直到最高分辨率的最后一次迭代停止，得到最终优化后的网格表示优化后的光学透镜或反射镜的表面。
10、由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法能够控制指定区域的光束方向和光强分布，根据光源信息、接收平面位置以及目标图像优化光学透镜或反射镜的表面形状，使得从光源发出的光经过透镜或反射镜能够在接收平面上呈现出目标图像，提高了光学器件的精准度。
1.一种光学透镜或反射镜的表面优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述光学透镜或反射镜的表面优化方法，其特征在于，在步骤2中，首先利用折射或反射定律由如下公式确定出射光的方向
3.根据权利要求1所述光学透镜或反射镜的表面优化方法，其特征在于，在步骤3中，与的对齐程度ealign由如下公式确定：
4.根据权利要求1所述光学透镜或反射镜的表面优化方法，其特征在于，在步骤4中，具体是计算t′与每一个像素格的相交面积，并把t′所携带的光通量按照相交面积分配进各个像素格，最后把每个像素格的所有光通量叠加，再做伽马逆校正，即得到叠加渲染后的图像g，表示为：
5.根据权利要求1所述光学透镜或反射镜的表面优化方法，其特征在于，在步骤5中，变形后的网格m1的光滑程度esmooth以及障碍项ebarr与步骤3中的定义相同；
