1.一种自由曲面照明系统,包括至少两个准直光源及一自由曲面透镜,所述准直光源发出的光束经过所述自由曲面透镜在一照明目标面上形成光斑,所述准直光源具有相同的形状、大小及光度特性,所述自由曲面透镜包括第一自由曲面和第二自由曲面,该第一自由曲面和第二自由曲面均为含有xy的多项式,该xy多项式表达为:其中,c为曲面顶点曲率,k为二次曲面常数,所述第一自由曲面和第二自由曲面多项式中曲率c、k和各个系数A的值分别为: 第一自由曲面 第二自由曲面 曲率c 0.015656 -0.022614 k 0 0 A<sub>20</sub> -0.0011693 -0.00032837 A<sub>02</sub> -0.0016034 -0.00077209 A<sub>40</sub> 0.00018524 0.000083801 A<sub>22</sub> 0.00033282 0.0001303 A<sub>04</sub> 0.00015549 0.000055055 A<sub>60</sub> -3.6922E-06 -1.9259E-06 A<sub>42</sub> -7.4964E-06 -2.0282E-06 A<sub>24</sub> -5.8951E-06 -4.9745E-07 A<sub>06</sub> -1.6328E-06 1.2024E-07。
2.如权利要求1所述的自由曲面照明系统,其特征在于,所述光度特性指准直光源的光强分布,每一个所述准直光源的光强分布满足以下方程式:其中,I 0 为光束中心处的最大光强,r为距光束中心的径向距离。
3.如权利要求1所述的自由曲面照明系统,其特征在于,所述准直光源的数量为2~15个。
4.如权利要求1所述的自由曲面照明系统,其特征在于,所述准直光源以阵列形式均匀分布在4°×8°视场角范围内,每相邻两个准直光源之间的方向差为2°。
5.如权利要求4所述的自由曲面照明系统,其特征在于,在所述视场角范围内连续改变任意一个准直光源的方向,形成的光斑在照明目标面上连续移动,移动过程中光斑的形状、大小及照度分布均不改变。
6.如权利要求1所述的自由曲面照明系统,其特征在于,所述准直光源发出的光束具有圆形横截面,该圆形横截面直径为6mm。
7.如权利要求1所述的自由曲面照明系统,其特征在于,所述形成的光斑均具有相同的形状、大小及照度分布。
8.如权利要求1所述的自由曲面照明系统,其特征在于,每一个光斑在照明目标面上的位置线性地取决于相对应准直光源的方向,具体表示为:其中,(x,y)为每一个光斑中心在照明目标面上的横纵坐标,ω x 和ω y 分别表示准直光源光束的方向矢量在xOz和yOz平面上的投影与z轴的夹角,系统光轴为z轴,照明目标面为xOy平面。