反射器阵列光学装置及其制造方法制造方法及图纸

一种包括被平行地布置在相同平面上的多个二面角反射器阵列光学元件的反射器阵列光学装置。所述二面角反射器阵列光学元件各自包括基板和形成在所述基板上的多个二面角反射器。这些反射器被形成为这样的方式，即，它们分别与基板的主表面垂直，并且具有正交地相交的至少两个正交侧面，并且这些正交侧面的内角的方向被对齐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使位于一个主面侧的被观察物的实像(实镜像)形成到另一主面侧的空间中的光学装置，以及一种用于制造该光学装置的方法。
技术介绍
已经提出了一种允许被观察物的实像(实镜像)被形成在空中以便观察者能够查看图像的显示装置(见专利文献I)。这样的显示装置包括用于允许被观察物的实像(实镜像)被形成在朝向观察者的空间中的实镜像形成光学系统，以及被形成的实像(实镜像)所针对的并且被布置在与朝该实镜像形成光学系统的观察者的空间相反的空间中的要被观察的物体。这样的实镜像形成光学系统允许被观察物的实像(实镜像)被形成在相对于该实镜像形成光学系统的对称表面的对称位置处。专利文献I已经建议每个都由彼此正交的两个微小镜面(反射表面)组成的多个单元光学元件(每个都被称为二面角反射器)的平面组件作为实镜像形成光学系统或光学元件。专利文献I中所公开的是其中多个二面角反射器被布置于一个平面上的阵列中(即，在网格图案中对齐)的二面角反射器阵列光学元件。某些二面角反射器阵列光学元件采用了利用假定通孔在其上穿透元件平面的方向的光学通孔的内壁作为镜面的二面角反射器；或利用从由透明材料制成的基板的表面凸出的透明圆柱内壁作为镜面的二面角反射器(见专利文献2)。注意的是，因为透明圆柱体是棱柱体(诸如具有棱柱形状的一个)，其中光孔被圆柱地突出并且半透明材料被填充在其中，所以该透明圆柱体将在下文中被简单地称为关出部。二面角反射器阵列光学元件被配置为使得多个对齐的二面角反射器中的每一个的每个镜面直立成一般地与元件平面垂直。因此，来自被朝向元件平面的一侧布置的被观察物的光束在通过元件平面时在二面角反射器上被反射两次，并且光束弯曲以通过元件平面以便被作为实像形成在朝向元件平面的相反侧并且被观察物不存在于其中的空间中。也就是说，二面角反射器阵列光学元件能够形成被观察物的实像，好像被观察物相对于二面角反射器阵列光学元件的元件平面(还被称为对称平面)存在于对称位置处。引用列表专利文献专利文献1:国际公开第2007-116639号专利文献2:日本专利申请特开第2011-191404号
技术实现思路
技术问题专利文献I中所公开的二面角反射器阵列光学元件具有作为镜面的光学通孔的内壁并且通过电成型来制造。另一方面，专利文献2中所公开的二面角反射器阵列光学元件采用突出部的内壁作为镜面并且通过生产铸模以及通过利用铸模的树脂成型来制造。因为任一制造方法需要具有准确性的加工，所以非常难以制造具有大面积的二面角反射器阵列光学元件，并且因此能够被制造的板形光学元件的尺寸被限于至多IOcm平方的尺寸。在该背景下，本专利技术的目的是提供使用二面角反射器阵列光学元件的反射器阵列光学装置或大的实镜像形成光学系统及其制造方法。问题的解决方案根据本专利技术的使位于一个主面侧的被观察物的实像形成到另一主面侧的空间中的反射器阵列光学装置具有被并排地布置在相同平面上的多个二面角反射器阵列光学元件。所述多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都由基板和每个都具有至少两个正交侧面的多个二面角反射器组成，正交侧面与基板的主表面垂直并且彼此正交，以及并且所述多个二面角反射器与所述基板形成为一体使得所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐。在该反射器阵列光学装置中，所述多个二面角反射器阵列光学元件的特征在于，基板的端面被接合在一起以便多个二面角反射器的正交侧面的交线与基板的法线平行。也就是说，本专利技术的反射器阵列光学装置是由被倾斜(填充在一个平面上)的多个二面角反射器阵列光学元件组成的大面积二面角反射器阵列光学元件组件。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为，使得所述多个二面角反射器阵列光学元件中的彼此相邻的二面角反射器阵列光学元件被布置为使得所述多个二面角反射器的所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得所述多个二面角反射器按照相同的间距排列成矩阵状，并且彼此相邻的多个二面角反射器阵列光学元件的那些被布置为使得多个二面角反射器的正交侧面被与彼此平行地对齐。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都由透明材料制成，并且多个二面角反射器中的每一个都是具有从基板凸出的棱柱形状的突出部。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得棱柱形状具有与正交侧面的交线相对并且从基板的法线倾斜的侧面，以及棱柱形状同样包括具有与基板一体的底面和具有比底面的面积更小的面积的顶面的角锥形状的平截头体。也就是说，二面角反射器阵列光学元件中的每一个都被配置成具有每个都具有从整体地由透明材料模制的基板的表面凸出的截棱锥的多个平头截体；每个截棱锥的四个侧面中的两个正交侧面被形成为与基板(二面角反射器)垂直的平面；并且除所述两个侧面以外的那些被形成为被倾斜以便与基板相对的平面(顶面)小于朝截棱锥的基板表面的平面的平面。这种反射器阵列光学装置被优选地配置为使得从基板的法线倾斜的侧面具有大于等于5度或小于等于25度的倾角。大于等于5度的倾角将用作所谓的“拔模锥度”，从而促进二面角反射器阵列光学元件从铸模的去除。当考虑从压模去除二面角反射器阵列光学元件时，较大的倾角将是优选的。然而，过度角度将使前述截棱锥的顶面的面积被减少以从而使被观察物的实像(实镜像)变暗，所述前述截棱锥透射在二面角反射器上所反射的光。另一方面，充分足够的顶面面积将导致前述截棱锥的底面面积的增加并且因此导致每单位面积的二面角反射器数目的减少，从而同样使被观察物的实像(实镜像)变暗。成型试验使用具有各种倾角的压模在这些相互对立的现象上进行。结果，前述倾角优选地是大于等于5度或小于等于25度。前述截棱锥具有除形成二面角反射器并且都像上面所提到的那样倾斜的那两个侧面以外的两个侧面(排除顶面和底面)。所述两个侧面的倾角可以或者可以不等于彼此。二面角反射器阵列光学元件优选地由树脂成型来制造。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得多个二面角反射器中的每一个都被形成为棱柱形状的孔，所述孔穿透基板并且其内壁的一部分是镜面而作为所述正交侧面。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得基板具有与正交侧面中的一个平行的端面。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得基板具有以大于O度并且小于45度的角度和正交侧面中的一个相交的平坦端面。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得基板具有以45度的角度和正交侧面中的一个相交的平坦端面。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得基板的端面被磨成镜面。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置为使得光学粘合剂被仅填充在基板的端面中间。本专利技术的反射器阵列光学装置可以被配置成具有被重叠在与多个二面角反射器相对的基板的主表面上的透明平板。提供的是一种根据本专利技术的反射器阵列光学装置的制造方法，所述反射器阵列光学装置使位于一个主面侧的被观察物的实像形成到另一主面侧的空间中。所述方法特征是包括以下步骤:形成至少两个二面角反射器阵列光学元件，所述二面角反射器阵列光学元件包括基板和每个都具有至少两个正交侧面的多个二面角反射器，正交侧面与基板的主表面垂直并且彼此正交，并且所述多个二面角反射器与所述基板形成为一体，使得所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐；用掩模材料覆盖与所述两个二面角反射器阵列光学元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使位于一个主面侧的被观察物的实像形成到另一主面侧的空间中的反射器阵列光学装置，包括被并排地布置在同一平面上的多个二面角反射器阵列光学元件，所述多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都包括：基板；以及多个二面角反射器，每个二面角反射器都具有至少两个正交侧面，所述正交侧面与所述基板的主表面垂直并且彼此正交，并且所述多个二面角反射器与所述基板形成为一体，使得所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐，其中所述多个二面角反射器阵列光学元件被配置为，所述基板的端面被接合在一起，使得所述多个二面角反射器的所述正交侧面的交线与所述基板的法线平行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.17 JP 2011-227768;2012.03.23 JP 2012-066491.一种使位于一个主面侧的被观察物的实像形成到另一主面侧的空间中的反射器阵列光学装置，包括 被并排地布置在同一平面上的多个二面角反射器阵列光学元件，所述多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都包括:基板；以及多个二面角反射器，每个二面角反射器都具有至少两个正交侧面，所述正交侧面与所述基板的主表面垂直并且彼此正交，并且所述多个二面角反射器与所述基板形成为一体，使得所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐，其中 所述多个二面角反射器阵列光学元件被配置为，所述基板的端面被接合在一起，使得所述多个二面角反射器的所述正交侧面的交线与所述基板的法线平行。2.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述多个二面角反射器阵列光学元件中的彼此相邻的二面角反射器阵列光学元件被布置为使得所述多个二面角反射器的所述正交侧面的内角的朝向彼此对齐。3.根据权利要求2所述的反射器阵列光学装置，其中，所述多个二面角反射器按照相同的间距排列成矩阵状，并且所述多个二面角反射器阵列光学元件中的彼此相邻的二面角反射器阵列光学元件被布置为使得所述多个二面角反射器的所述正交侧面彼此平行地对齐。4.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述多个二面角反射器阵列光学元件中的每一个都由透明材料制成，并且所述多个二面角反射器中的每一个都是具有从所述基板凸出的棱柱形状的突出部。5.根据权利要求4所述的反射器阵列光学装置，其中，所述棱柱形状具有与所述正交侧面的交线相对并且从所述基板的法线倾斜的侧面，并且是具有与所述基板一体的底面并具有比所述底面的面积更小的面积的顶面的截棱锥形状。6.根据权利要求5所述的反射器阵列光学装置，其中，从所述基板的法线倾斜的所述侧面具有大于等于5度并且小于等于25度的倾角。7.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述多个二面角反射器中的每一个都被形成为棱柱形状的孔，所述孔穿透所述基板并且其内壁的一部分是镜面而作为所述正交侧面。8.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述基板具有与所述正交侧面中的一个侧面平行的端面。9.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述基板具有以大于O度并且小于45度的角度与所述正交侧面中的一个侧面相交的平坦端面。10.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述基板具有以45度的角度与所述正交侧面中的一个侧面相交的平坦端面。11.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述基板的所述端面被磨成镜面。12.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，光学粘合剂被仅填充在所述基板的所述端面之间。13.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，该反射器阵列光学装置包括被重叠在所述基板的所述主表面上的透明平板。14.根据权利要求1所述的反射器阵列光学装置，其中，所述基板的彼此接合的所述端面相对于设置有所述多个二面角反射器阵列的所述主平面倾斜。15.一种反射器阵列光学装置的制造方法，所述反射器阵列光学装置使位于一个主面侧的被观察物的实像形成到另一主面侧的空间中，所述方法包括以下步骤: 形成至少两个二面角反射器阵列光学元件，所述二面角反射器阵列光学元件包括:基板；以及多个二面角反射器，每个二面角反射器都具有至少两个正交侧面，所述正交侧面与所述基板的主...

【专利技术属性】
技术研发人员：片野邦彦，杉山贵，北村雄树，前川聪，
申请(专利权)人：斯坦雷电气株式会社，独立行政法人情报通信研究机构，
类型：发明
国别省市：日本;JP