光学成像系统技术方案

描述了一种光学成像系统，包括具有多个第一光提取器和第二光提取器的细长光导，第一光提取器和第二光提取器沿着光导的长度形成相应的第一图案和第二图案。由第一提取器提取的光主要沿着第一方向朝目标位置从光导出射，并且由第二光提取器提取的光主要沿着与第一方向不同的第二方向从光导出射。光学成像系统包括第一反射器以用于接收主要沿着第二方向从光导出射的光，并且朝目标位置反射所接收的光。第一反射器在第一反射器后方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来说是可见的。

Optical imaging system

An optical imaging system is described, including having a plurality of first light extractor and second light extractor thin light guide, first light extractor and second light along the length of the optical extractor first pattern is formed and the corresponding pattern second. Extracted by the first light extractor mainly along the first direction toward the target position is emitted from the optical, and extracted by second light extractor light mainly along the second direction different from the first direction from the light exit. The optical imaging system includes a first reflector for receiving light that is mainly from light in second directions, and reflecting the received light toward the target position. The first image first reflector formed second patterns in the rear of the first reflector. The first pattern and the first virtual image is visible to the observation of optical imaging system from the target position observer.

【技术实现步骤摘要】
光学成像系统
本公开涉及光学成像
，特别地涉及一种光学成像系统。
技术介绍
光导可以用于在诸如条带和面板照明的各种各样应用中提供照明。光导可以包括多个凹口，使得照射凹口的光被反射到光导外。
技术实现思路
在本专利技术的一些方面中，提供了一种包括沿着光导的长度延伸的细长光导并且包括第一反射器的光学成像系统。光导包括多个第一光提取器和第二光提取器，第一光提取器和第二光提取器提取光，否则所述光将主要通过全内反射被限定在光导中并且沿着光导的长度在光导中传播。第一光提取器和第二光提取器沿着光导的长度形成相应的第一图案和第二图案，由第一光提取器提取的光主要沿着第一方向朝向目标位置从光导出射，并且由第二光提取器提取的光主要沿着与第一方向不同的第二方向从光导出射。第一反射器接收主要沿着第二方向从光导出射的光，并且朝向目标位置反射所接收的光。第一反射器在第一反射器后方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来说是可见的。在本专利技术的一些方面中，提供了一种包括细长光导和与该光导共同延伸(coextensive)的细长的第一反射器的光学成像系统。光导包括形成第一图案的多个第一光提取器。这些第一光提取器被构造成用于提取在光导中传播的光，使得被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，使得被提取的光被第一反射器朝向目标位置再定向，形成在目标位置处能够观察到的第一虚像。附图说明图1A是在垂直于光导的长度的方向上的光学成像系统的示意性剖视图；图1B-1C是沿着光导的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图示了第一方向、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视剖视图；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描述中，参考于此形成一部分并且其中多个实施例以举例图示方式说明的附图。附图不一定是按比例的。应该理解，其它实施例是预期的并且可以在未脱离本专利技术的范围或精神的情况下得出。因此，以下详细描述未被理解为限制意义。在本专利技术的一些方面中，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括细长光导，所述细长光导包括光提取器，所述光提取器形成图案并且提取远离目标位置朝向反射器的光，反射器将所提取的光再定向到目标位置。图案的虚像形成在反射器后方，并且对于位于目标位置处的观察者来说是可见的。光导还可以包括其它光提取器，其它光提取器提取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的光。光导可以进一步包括提取直接地朝向目标位置的光的其它光提取器。在一些实施例中，光导设置在反射器和目标位置之间。在一些实施例中，光学成像系统提供当从目标位置观察时由光提取器提供的图案的感知深度。例如，在一些实施例中，所提取的光的可以是类似的或不同图案的三个有区别的图案在目标位置处被提供，并且当从目标位置观察时，三个图案显示为具有三维布置。图案的感知深度可以通过反射器和光导之间的距离的适当选择而被调节。由光学成像系统在目标位置处提供的图案的数量不被特别限制，并且可以例如是从1到10或从2到5。本文中描述的光导可以包括芯部，并且可以可选地包括围绕芯部的包层。主要通过在光导的芯部的外表面处的全内反射，传播通过光导的光可以被限定到光导。包层可以可选地用于改善当光导接触另一目标时光导的芯部的外表面处的全内反射。可选地，空气界面可以位于芯部的外表面处。光提取结构可以延伸进入光导的芯部中，或者可以从光导的外表面突出，所述光提取结构例如可以被包括以提取在需要的方向上的来自光导的光。本专利技术的光导或光导的芯部可以例如用光学透明聚合物材料或玻璃制成。适当的聚合物材料包括丙烯酸酯，例如诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸脂和聚氨酯。具有光提取特征的光导可以例如通过注入成型制成。可选地，光导可以通过首先形成没有光提取特征的光导并且然后通过紧接的处理步骤产生光提取特征而被制成。例如通过模压或通过成型，可以形成没有光提取结构的光导。然后可以例如通过蚀刻、激光烧蚀或压纹形成光提取结构。在光提取结构形成之前或之后，包层可以可选地添加到光导。包层材料可以是具有比光导的芯部更低的折射率的任何材料。用于包层的适当材料包括例如氟聚合物。在一些实施例中，没有添加包层。光导可以沿着光导的如下长度延伸，所述长度是光导的最大横向尺寸(例如，在光导具有圆形横截面的情况下的直径或在光导具有矩形横截面的情况下的对角线长度)的至少5倍或至少10倍。在一些实施例中，垂直于光导长度的光导横截面的最大横向尺寸在1mm、或2mm、或3mm到15mm、或20mm、或25mm的范围中，而光导的长度至少是5cm、或至少10cm、或至少25cm。光导可以例如具有达到2m、或达到10m的长度。在一些实施例中，光导是线性的，并且在其它的实施例中光导是非线性的。在光导是非线性的实施例中，光导的长度表示沿着光导的主轴线的非线性曲线的长度。例如，如在本文中其他地方进一步地所述的，在一些实施例中，光导是螺旋管形的，并且在这种情况下，光导的长度表示沿着光导的主轴线测量的圆周。图1A是包括光导105和第一反射器114的光学成像系统100的示意剖视图，参照图1A的x-y-z坐标系，光导105在z方向上是细长的，第一反射器114在z方向上可以是细长的并且可以与光导105一起延伸。光导105包括形成第一图案(例如参见图9-12图示的图案)的多个第一光提取器110。第一光提取器110被构造成用于提取在光导105中传播的光。所提取的光130远离目标位置150传播，并且从细长的第一反射器114反射，使得所提取的光被第一反射器114朝目标位置150再定向。第一反射器114形成第一图案的第一虚像132，第一图案的第一虚像132能够在目标位置150处被观察者152观察到。第一虚像132在第一反射器114后方，从而第一虚像132在第一反射器114的与目标位置150相反的一侧。光导105可以是大致笔直的(例如，名义上笔直的，但是由于制造偏差或由于光导在重力下的下垂而具有一些曲率)或可以是弯曲的(例如，螺旋管形的)。第一反射器114可以是平面的，可以沿着第一轴线(例如，Z轴)是弯曲的，或可以沿着相互正交的第一轴线和第二轴线(例如，y轴和z轴)是弯曲的。第一反射器114可以与光导105平行或不平行。图1B是沿着光导105b的长度L的光学系统100b的示意剖视图。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可以分别地对应于光学系统100、光导105和第一反射器114。图1C是沿着光导105c的长度L的光学系统100c的示意剖视图。第一反射器114c与光导105c共同延伸并且不平行于光导105b。光学系统100c、光导105c和第一反射器114c可以分别地对应于光学系统100、光导105和第一反射器114。如在本文中其他地方进一步地所述的，也可以包括提取直接地朝向目标位置的光的额外的多个光提取器，和/或也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学成像系统，包括:细长光导，所述细长光导沿着光导的长度延伸并且包括多个第一光提取器和第二光提取器，所述第一光提取器和第二光提取器提取光，否则所述光将主要通过全内反射被限定在光导中并且沿着光导的长度在光导中传播，第一光提取器和第二光提取器沿着光导的长度形成相应的第一图案和第二图案，由第一光提取器提取的光主要沿着第一方向朝目标位置从光导出射，由第二光提取器提取的光主要沿着与第一方向不同的第二方向从光导出射；和第一反射器，所述第一反射器用于接收主要沿着第二方向从光导出射的光，并且朝目标位置反射所接收的光，第一反射器在第一反射器后方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来说是可见的。

【技术特征摘要】
2016.12.06 US 62/430,4191.一种光学成像系统，包括:细长光导，所述细长光导沿着光导的长度延伸并且包括多个第一光提取器和第二光提取器，所述第一光提取器和第二光提取器提取光，否则所述光将主要通过全内反射被限定在光导中并且沿着光导的长度在光导中传播，第一光提取器和第二光提取器沿着光导的长度形成相应的第一图案和第二图案，由第一光提取器提取的光主要沿着第一方向朝目标位置从光导出射，由第二光提取器提取的光主要沿着与第一方向不同的第二方向从光导出射；和第一反射器，所述第一反射器用于接收主要沿着第二方向从光导出射的光，并且朝目标位置反射所接收的光，第一反射器在第一反射器后方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来说是可见的。2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：在与光导的长度垂直的方向上，细长光导具有矩形或椭圆形的横截面；或者在与光导的长度垂直的方向上，细长光导的横截面为形成有正方形或矩形的球体的一部分。3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其中：在与光导的长度垂直的方向上，细长光导具有圆形横截面。4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：在所述多个第一光提取器和第二光提取器中的至少一些光提取器是互连的。5.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一光提取器是不连续的和间隔开的，并且沿着第一轴线布置，所述第一轴线沿着光导的长度，并且第二光提取器是不连续的和间隔开的，并且沿着不同的第二轴线布置，所述不同的第二轴线沿着光导的长度。6.根据权利要求5所述的光学成像系统，其中：细长光导的中心位于主轴线上，并且其中第一轴线和第二轴线在主轴线处对向成40°和150°之间的角度。7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一光提取器和第二光提取器中的每个都是形成在光导的外表面中的凹口。8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一光提取器和第二光提取器中的每个都是形成在光导的外表面上的突出部。9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：所述多个第一光提取器和第二光提取器中的至少一个光提取器是形成在光导的外表面中的凹口，并且在所述多个第一光提取器和第二光提取器中的至少另一个光提取器是形成在光导的外表面上的突出部。10.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一图案和第二图案中的至少一个包括标记。11.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：当由观察者观察时，第一图案和第一虚像是大致同样明亮的。12.根据权利要求1所述的光学成像系统，进一步包括：在细长光导的端部处的光源。13.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：由第二光提取器提取的光从光导远离目标位置出射。14.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一反射器是平面的。15.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一反射器沿着第一轴线是弯曲的。16.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：第一反射器沿着相互正交的第一轴线和第二轴线是弯曲的。17.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：光导是大致笔直的。18.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：光导的至少一部分是弯曲的。19.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：光导是螺旋管形的。20.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中：细长光导进一步包括沿着光导的长度形成第三图案的多个第三光提取器，由第三光提取器提取的光主要沿着与第一方向和第二方向不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰特·A·赫丁，刘涛，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：新型
国别省市：美国,US