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龙图腾网获悉清华大学深圳国际研究生院申请的专利面向三维全空间覆盖的真球面光学系统设计方法和光学系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120722568B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511151012.9，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权面向三维全空间覆盖的真球面光学系统设计方法和光学系统是由董宇涵;刘双赫;林佳明;宋健;关迅;刘振宇设计研发完成，并于2025-08-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向三维全空间覆盖的真球面光学系统设计方法和光学系统在说明书摘要公布了：本发明提出一种面向三维全空间覆盖的真球面光学系统设计方法和光学系统。基于Fibonacci螺旋采样算法，在单位球面构造LED近似均匀排布方向，沿球面法线定向发光，采用朗伯模型推导总光强分布，引入变异系数量化辐射一致性，以实现不同参数条件下均匀光场分布的优化设计，迭代优化至变异系数达预设范围，确定最优排布方案。系统由安装于球壳表面的发光单元阵列构成，单个发光单元服从朗伯模型，总光强线性叠加，光场均匀性经变异系数量化验证，随发光单元数量增加远场光强趋于各向恒定，实现三维全空间均匀覆盖，适用于可见光通信、全向定位等场景。

本发明授权面向三维全空间覆盖的真球面光学系统设计方法和光学系统在权利要求书中公布了：1.一种面向三维全空间覆盖的真球面光学系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.基于Fibonacci螺旋采样算法，在单位球面上构造近似均匀分布的发光单元排布方向，确定发光单元在球壳结构表面的安装位置，使发光单元沿球面法线定向发光； 步骤S1中，所述Fibonacci螺旋采样算法具体包括： 在极轴方向确定第i个发光单元位置的z分量，使发光单元从北极到南极在单位球面上均匀分布； 计算对应极面半径分量，构造方位角，避免点集在极区或赤道区域聚集，生成准均匀分布的球面方向点集； 根据上述参数得到发光单元的位置向量，并安装于以球心为中心的球壳结构表面； S2.采用朗伯体发射模型描述发光单元辐射特性，结合远场辐射条件建立总光强分布表达式； 步骤S2中，所述总光强分布表达式的建立具体包括： 基于远场辐射条件，假设接收面距离发光体远大于球壳尺寸，将距离衰减项统一约去； 对于远场方向的单位向量，单个发光单元在该方向的光强由其法线与远场方向的夹角余弦值的α次方确定，且仅在夹角余弦值大于0时发光，其中，α为朗伯光源的阶数； 总光强为所有发光单元在远场方向光强贡献的线性叠加； S3.引入变异系数作为评估指标，基于球面光强函数的积分特性量化排布方案的辐射一致性，以实现不同参数条件下均匀光场分布的优化设计，迭代调整排布参数直至变异系数达到预设优化范围，确定满足三维全空间均匀覆盖的最优排布方案；其中，定义变异系数为光强标准差与平均值的比值，利用球面面积元素量化光强分布与理想球形的接近程度，该评估指标具有归一化特性，可消除总能量影响。

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