光学成像系统技术方案

技术编号:21665642 阅读:21 留言:0更新日期:2019-07-20 07:31
本发明专利技术提供了一种光学成像系统(100),该光学成像系统(100)包括细长光导(105),该细长光导(105)具有沿光导的长度形成相应的第一图案和第二图案的多个第一光提取器和多个第二光提取器(110)。由第一光提取器提取的光主要沿第一方向朝向目标位置(150)离开光导,并且由第二光提取器提取的光主要沿不同于第一方向的第二方向离开光导。光学成像系统包括第一反射器(114),该第一反射器(114)用于接收主要沿第二方向离开光导的光并且将所接收的光朝向目标位置反射。第一反射器在第一反射器后面形成第二图案的第一虚像(132)。第一图案和第一虚像对于从目标位置观察光学成像系统的观察者(152)是可见的。

Optical imaging system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学成像系统
技术介绍
光导可用于在各种应用诸如条带和面板照明中提供照明。光导可包括多个凹口,使得撞击凹口的光被反射出光导。
技术实现思路
在本说明书的一些方面,提供了一种光学成像系统,该光学成像系统包括沿光导的长度延伸的细长光导并且包括第一反射器。光导包括多个第一光提取器和多个第二光提取器,该多个第一光提取器和多个第二光提取器提取光,否则该光将主要通过全内反射沿光导的长度在光导内被限制和传播。第一光提取器和第二光提取器沿光导的长度形成相应的第一图案和第二图案,使得由第一光提取器提取的光主要沿第一方向朝向目标位置离开光导,并且由第二光提取器提取的光主要沿不同于第一方向的第二方向离开光导。第一反射器接收主要沿第二方向离开光导的光,并且将所接收的光朝向目标位置反射。第一反射器在第一反射器后面形成第二图案的第一虚像。第一图案和第一虚像对于从目标位置观察光学成像系统的观察者是可见的。在本说明书的一些方面,提供了一种光学成像系统,该光学成像系统包括细长光导、与光导共同延伸的细长的第一反射器。光导包括形成第一图案的多个第一光提取器。第一光提取器被配置成提取在光导内传播的光,使得提取的光远离目标位置传播。细长的第一反射器形成第一图案的第一虚像,使得所提取的光被第一反射器朝向目标位置重新定向,使得第一虚像在目标位置处可见。附图说明图1A是光学成像系统在垂直于光导长度的方向上的示意性剖视图;图1B-1C是沿光导长度的光学成像系统的示意性剖视图;图2-3是光学成像系统的示意性剖视图;图4A是第一反射器和第二反射器的示意性剖视图;图4B示出第一方向、第二方向和第三方向;图5是光学成像系统的示意性剖视图;图6是光导的示意性端部剖视图;图7-8是光导的示意性侧面剖视图;图9-13是光导的示意性顶视图;图14是光学成像系统的示意性侧面剖视图;和图15-17是光导的示意性端部剖视图。具体实施方式在以下说明中参考附图,该附图形成本专利技术的一部分并且其中通过举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解,在不脱离本说明书的范围或实质的情况下,可设想并进行其它实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。在本说明书的一些方面,提供了一种光学成像系统,该光学成像系统包括细长光导,该细长光导包括光提取器,该光提取器形成图案并且从目标位置朝向反射器提取光,该反射器将所提取的光重新定向到目标位置。图案的虚像在反射器后面形成,并且对于目标位置处的观察者是可见的。光导还可包括其它光提取器,其朝向不同的第二反射器或朝向单个反射器的不同的第二部分提取光。光导还可包括其它光提取器,其直接朝向目标位置提取光。在一些实施方案中,光导设置在反射器和目标位置之间。在一些实施方案中,当从目标位置观察时,光学成像系统提供由光提取器提供的图案的感知深度。例如,在一些实施方案中,在目标位置处提供三种不同的图案,其可以是相似或不同的图案,并且当从目标位置观察时,三种图案看起来具有三维布置。可通过适当选择反射器和光导之间的距离来调整图案的感知深度。由光学成像系统在目标位置处提供的图案的数量不受特别限制,并且可以是例如1至10或2至5。本文所述的光导可包括芯,并且可任选地包括围绕芯的包层。通过光导传播的光可主要通过光导的芯的外表面处的全内反射限制到光导。当光导接触另一个物体时,可任选地使用包覆层以改善光导芯的外表面处的全内反射。另选地,空气界面可存在于芯的外表面处。例如,可包括光提取结构,其可延伸到光导的芯中或者可从光导的外表面突出,以在期望的方向上从光导提取光。例如,本说明书的光导或光导的芯可由光学透明的聚合物材料或玻璃制成。例如,合适的聚合物材料包括丙烯酸酯,诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯和聚氨酯。例如,具有光提取特征结构的光导可通过注塑成型制成。另选地,可通过首先在没有光提取特征结构的情况下形成光导,然后通过后续处理步骤创建光提取特征结构来制造光导。例如,光导可在没有光提取结构的情况下通过挤出或通过模制形成。例如,然后可通过蚀刻、激光烧蚀或压花来形成光提取结构。在形成光提取结构之前或之后,可任选地将包覆层添加到光导。包覆材料可以是具有比光导芯更低的折射率的任何材料。例如,用于包覆层的合适材料包括含氟聚合物。在一些实施方案中,不添加包覆层。光导可沿光导的长度延伸,其中长度是光导的最大侧向尺寸(例如,在具有圆形横截面的光导的情况下的直径或在具有矩形横截面的光导的情况下的对角线长度)的至少5倍或至少10倍。在一些实施方案中,垂直于光导长度的光导的横截面的最大侧向尺寸在1mm、或2mm、或3mm至15mm、或20mm、或25mm的范围内,而光导的长度为至少5cm、或至少10cm、或至少25cm。例如,光导可具有最多至2m或最多至10m的长度。在一些实施方案中,光导是线性的,并且在其它实施方案中,光导是非线性的。在光导非线性的实施方案中,光导的长度是指沿光导的主轴的非线性曲线的长度。例如,如本文其它地方进一步描述的,在一些实施方案中,光导是环形的,并且在这种情况下,光导的长度是指沿光导的主轴测量的圆周。图1A是包括光导105和第一反射器114的光学成像系统100的示意性剖视图,参考图1的x-y-z坐标系,光导105在z方向上是细长的。如图1A所示,第一反射器114在z方向上可以是细长的并且可与光导105共同延伸。光导105包括形成第一图案的多个第一光提取器110(参见例如图9-12中所示的图案)。第一光提取器110被配置成提取在光导105内传播的光。提取的光130远离目标位置150传播并且从细长的第一反射器114反射,使得提取的光被第一反射器114朝向目标位置150重新定向。第一反射器114形成第一图案的第一虚像132,其可由观察者152在目标位置150处观察。第一虚像132位于第一反射器114的后面,因为它位于第一反射器114的与目标位置150相对的侧面上。光导105可以是基本上直的(例如,标称直的但由于制造变化或由于光导在重力作用下的下垂而具有一些曲率)或者可以是弯曲的(例如,环形)。第一反射器114可以是平面的,可沿第一轴(例如,z轴)弯曲,或者可沿相互正交的第一轴和第二轴(例如,y轴和z轴)弯曲。第一反射器114可与光导105平行或不平行。图1B是光学系统100b沿光导105b的长度L的示意性剖视图。第一反射器114b与光导105b共同延伸并且平行于光导105b。光学系统100b、光导105b和第一反射器114b可分别对应于光学系统100、光导105和第一反射器114。图1C是光学系统100c沿光导105c的长度L的示意性剖视图。第一反射器114c与光导105c共同延伸并且不平行。光学系统100c、光导105c和第一反射器114c可分别对应于光学系统100、光导105和第一反射器114。如本文其它地方进一步描述的,还可包括另外的多个光提取器,其直接朝向目标位置提取光并且/或者还可包括另外的多个光提取器,其朝向第二反射器或朝向第一反射器不同的第二部分提取光。图2是光学成像系统200的示意性剖视图,光学成像系统200包括细长光导205和细长的第一反射器214和第二反射器224,其中每一个可与细长光导205共同延伸。光导205包括沿光导的长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学成像系统,所述光学成像系统包括:细长光导,所述细长光导沿所述光导的长度延伸并且包括多个第一光提取器和多个第二光提取器,所述多个第一光提取器和所述多个第二光提取器提取光,否则所述光将主要通过全内反射沿所述光导的长度在所述光导内被限制和传播,所述第一光提取器和所述第二光提取器沿所述光导的所述长度形成相应的第一图案和第二图案,由所述第一光提取器提取的光主要沿第一方向朝向目标位置离开所述光导,由所述第二光提取器提取的光主要沿不同于所述第一方向的第二方向离开所述光导;和第一反射器,所述第一反射器用于接收主要沿所述第二方向离开所述光导的光并且将所接收的光朝向所述目标位置反射,所述第一反射器在所述第一反射器后面形成所述第二图案的第一虚像,所述第一图案和所述第一虚像对于从所述目标位置观察所述光学成像系统的观察者是可见的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.06 US 62/430,4191.一种光学成像系统,所述光学成像系统包括:细长光导,所述细长光导沿所述光导的长度延伸并且包括多个第一光提取器和多个第二光提取器,所述多个第一光提取器和所述多个第二光提取器提取光,否则所述光将主要通过全内反射沿所述光导的长度在所述光导内被限制和传播,所述第一光提取器和所述第二光提取器沿所述光导的所述长度形成相应的第一图案和第二图案,由所述第一光提取器提取的光主要沿第一方向朝向目标位置离开所述光导,由所述第二光提取器提取的光主要沿不同于所述第一方向的第二方向离开所述光导;和第一反射器,所述第一反射器用于接收主要沿所述第二方向离开所述光导的光并且将所接收的光朝向所述目标位置反射,所述第一反射器在所述第一反射器后面形成所述第二图案的第一虚像,所述第一图案和所述第一虚像对于从所述目标位置观察所述光学成像系统的观察者是可见的。2.根据权利要求1所述的光学成像系统,其中,所述第一光提取器是离散的并且间隔开的而且沿所述光导的所述长度沿第一轴布置,并且所述第二光提取器是离散的、间隔开的并且沿所述光导的所述长度沿不同的第二轴布置。3.根据权利要求1所述的光学成像系统,其中,所述细长光导还包括多个第三光提取器,所述多个第三光提取器沿所述光导的所述长度形成第三图案,由所述第三光提取器提取的光主要沿不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向离开所述光导。4.根据权利要求3所述的光学成像系统,所述光学成像系统还包括第二反射器,所述第二反射器用于接收主要沿所述第三方向离开所述光导的光并且将所接收的光朝向所述目标位置反射,所述第二反射器在所述第二反射器后面形成所述第三图案的第二虚像,所述第一图案以及所述第一虚像和所述第二虚像对于从所述目标位置观察所述光学成像系统的观察者是可见的,其中,所述第一反射器和所述第二反射器彼此不平行。5.根据权利要求3所述的光学成像系统,其中,所述第一反射器的第一部分被设置成接收主要沿所述第二方向离开所述光导的光并且将所接收的光朝向所述目标位置反射,并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘涛布兰特·A·赫丁大卫·C·梅尔科雷德布赖恩·W·奥斯特利
申请(专利权)人:三M创新有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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