一种三棱镜结构及一种三棱镜阵列制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光学反射结构，尤其涉及一种三棱镜结构及一种三棱镜阵列。为了解决传统反光三棱镜结构，在直线光源的平行光路入射到其反射面时，无法改变其平行反射光路的问题，本实用新型专利技术提供一种三棱镜结构及其制备方法、及一种三棱镜阵列。所述三棱镜结构的横截面为三角形，所述三角形的两个侧边为向三角形内凹的弧形，所述三棱镜的两个侧面为凹弧面，所述凹弧面为反光面。该三棱镜结构的反光面为凹弧面，可将直线光源修饰为非平行光路，使反射光路产生偏转角。

A three prism structure and a three prism array

The utility model relates to an optical reflection structure, in particular to a prism structure and a prism array. In order to solve the problem that the parallel light path of the linear light source can not be changed when the parallel light path of the traditional reflective prism structure is incident on the reflecting surface, the utility model provides a prism structure, a preparation method and a prism array. The cross section of the triangle prism structure is a triangle, the two sides of the triangle are concave arcs to the triangle, the two sides of the triangle prism are concave arcs, and the concave arcs are reflective surfaces. The reflective surface of the prism structure is concave arc surface, which can modify the linear light source into a non-parallel light path so that the reflected light path has a deflection angle.

【技术实现步骤摘要】
一种三棱镜结构及一种三棱镜阵列
本技术涉及一种光学反射结构，尤其涉及一种用于平行光路修饰的凹弧面三棱镜结构及一种三棱镜阵列。
技术介绍
传统的三棱镜其截面一般为标准的三角形结构，甚至是特殊的正三角形或等腰三角形等。三棱镜作为光学结构一般有如下两种用途：(1)三条边对应的三面均为透光面，作为一种光学透射结构。通常利用两个侧面的折射光路用作为分光镜，或利用反射、全反射、折射光路作为反光镜，也可利用两个侧面折射向上的光路作为聚光镜，甚至是利用两个侧面结合特殊90°顶角作为回光镜。(2)至少一条以上的边对应的面为反射面，作为一种光学反射结构。通常可利用多个三棱镜组合，利用其反射面来构成多次反射光路，作为导光镜，典型的如水下潜望、户外光线采集传导等应用。针对反光用的三棱镜结构，中国专利申请200420034925.X(2004年1月14日)公开了一种模拟窗式自然光采集及传导装置，中国专利申请201420617918.6(2014年10月24日)公开了一种单摄像头全景记录装置，中国专利申请200910079162.8(2009年3月3日)公开了一种镜像立体摄像设备及方法。然而，无论上述何种专利，反光用的三棱镜结构均为传统三棱镜结构，其截面三边形的所有边均为直线，或者说，其任意侧面均为一种标准平面，该种结构也只能完成简单的光路反射，当平行光源入射时是无法打破出射光的平行度的，更不用说对其修饰后使其满足特定光路反射规律(例如抬高或降低平均反射方向，便于其他关联部件完成对反射光的收集、再次反射、再次透射等要求，或是纯粹的光线扰乱或光线收敛)，从而导致了传统三棱镜结构的应用局限性。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
技术实现思路
为了解决传统反光三棱镜结构，在直线光源的平行光路入射到其反射面时，无法改变其平行反射光路的问题，本技术提供一种用于平行光路修饰的三棱镜结构及一种三棱镜阵列。该三棱镜结构的反光面为凹弧面，可将直线光源修饰为非平行光路，使反射光路产生偏转角。为了解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案：本技术提供一种三棱镜结构，所述三棱镜结构的横截面为三角形，所述三角形的两个侧边为向三角形内凹的弧形，所述三棱镜的两个侧面为凹弧面，所述凹弧面为反光面。上述三棱镜结构的凹弧面为反光面，也称为凹弧面反光三棱镜结构。凹弧面反光三棱镜结构能够渐变地修饰光路，也可称为一种光路可渐变修饰的凹弧面反光三棱镜结构。进一步的，在所述三棱镜结构中，所述三角形的左侧弧边，圆弧所在圆心角为θa，所在弦的方向角为α2；所述三角形的右侧弧边，圆弧所在圆心角为θb，所在弦的方向角为β2，所述三角形的高为H；α2与β2均为锐角。通过H、α2和θa即可确定三角形左半部形状；通过H、β2和θb即可确定三角形右半部形状。H即是三棱镜结构的高度，H的范围是10-2～102mm，根据实际应用选择，不作优选。三棱镜结构的高度H可以选择10-2～1mm，1～102mm，0.1mm，或10mm。所述三棱镜结构只定义形状，不定义大小，大小变化满足相似原则。进一步的，在所述三棱镜结构中，所述三角形的左侧弧边与右侧弧边相互对称，α2＝β2，且θa＝θb。进一步的，在所述三棱镜结构中，所述三角形的左侧弧边与右侧弧边不对称，α2≠β2或θa≠θb。进一步的，在所述三棱镜结构中，α2与β2的范围分别为15°～75°。进一步的，α2与β2的范围分别优选为30°～60°。进一步地，α2与β2分别优选为45°。θa与θb均为锐角，范围为0.5°～45°，优选为5°～20°，进一步地，优选为10°。进一步的，所述三棱镜结构的侧面进行了反光处理形成反光面。所述三棱镜表面的反光处理为利用任何化学、物理过程在表面产生反光面的方法，包括结构层上进行金属镀膜、高分子涂料涂覆，也可结构层材质本身直接打磨抛光或压延成型。进一步的，所述三棱镜结构的凹弧面上设置有反射层。反射层也称为反射面。反射面即反光面。进一步的，所述反射层的材质选自金属镀层、或高分子涂层、或与结构层相同的材质。所述反射层的形状为凹弧面。所述反射层为反光面。进一步的，所述三棱镜结构还包括底材层，所述底材层紧贴于三棱镜的底面。进一步的，在三棱镜结构中，所述底材层的厚度T＝0.1～10H，T优选为1H。进一步的，所述结构层的材质选自高分子材料、金属材料或非金属材料中的一种或至少两种的组合；所述底材层的材质选自高分子材料或与结构层相同的材料。本技术还提供一种三棱镜阵列(也称为三棱镜结构阵列)，所述阵列包括底材层和结构层，所述结构层置于底材层上，所述结构层包括若干三棱镜，所述三棱镜选自所述的三棱镜结构。进一步的，在所述的三棱镜阵列中，所述三棱镜覆盖了底材层的表面。所述的三棱镜结构的制备方法包含下述步骤：(1)在特定互补结构的模具中填充紫外光固化或热固化高分子材料、金属材料、非金属材料；(2)利用光固化、热固化、冷却或是烧结成型工艺，脱模后制得特定的三棱镜结构；(3)将三棱镜结构的侧面进行反光处理。进一步的，上述步骤(2)中，三棱镜结构如与预期形状有差异，可通过精密切割、精密打磨处理侧面。进一步的，所述制备方法包含下述步骤：(1)将高分子材料、金属材料、非金属材料进行压延或是精密切割、精密打磨取得预期形状；(2)将三棱镜结构的侧面进行反光处理。进一步的，所述制备方法包含下述步骤：(1)将金属材料进行压延或是精密切割、精密打磨取得预期形状；(2)将三棱镜结构的侧面无需额外进行反光处理，直接将金属材质抛光成反光面。所述的光学反射结构的制备方法，包含下述步骤：(1)在特定互补结构的模具中填充紫外光固化或热固化树脂；(2)利用光固化或热固化成型工艺，脱模后制得特定的三棱镜结构；(3)将三棱镜结构的侧面进行反光处理；当平行光线入射到上述三棱镜结构的反光弧面上后，会打破原有平行度，导致反射光线之间产生偏转角。本技术提供的三棱镜结构可将直线光源的平行光路通过反射修饰为非平行光路，修饰效果用以满足特定光路反射规律(例如抬高或降低平均反射方向，便于其他关联部件完成对反射光的收集、再次反射、再次透射等要求，或是纯粹的光线扰乱或光线收敛)，从而打破了传统反光三棱镜结构的应用局限。与现有技术相比，本技术所提供的三棱镜结构及三棱镜阵列，具有下述特点：可将直线光源通过弧形反射面修饰为非平行光路，使反射光路产生偏转角。可用于需要扰乱直线光路或控制其出射光角度符合特定偏转角的场合。附图说明图1为微元反射界面上的光路方向角分析图；图2为传统反光三棱镜结构的横截面上左半部入射的光路图；图3为凹弧面反光三棱镜结构的横截面上左半部入射的光路图；图4为一个完整传统反光三棱镜结构；图5为含有底材的传统反光三棱镜结构阵列；图6为本技术提供的三棱镜结构；图7为本技术提供的三棱镜阵列；图8为底材和结构层两层同材质的三棱镜阵列；图9为底材和结构层、反射面三层同材质的三棱镜阵列；图10圆弧的半径、对称出射光焦点、焦点到弦距离、弦长的数值关系。其中：01：水平方向02：微元反射界面(任何曲线均可采用微元法分解)020：02的法线021：02上的入射光022：021的对应反射光023：021的延伸方向射线03：传统反光三棱镜结构的横截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三棱镜结构，其特征为，所述三棱镜结构的横截面为三角形，所述三角形的两个侧边为向三角形内凹的弧形，所述三棱镜的两个侧面为凹弧面，所述凹弧面为反光面。

【技术特征摘要】
1.一种三棱镜结构，其特征为，所述三棱镜结构的横截面为三角形，所述三角形的两个侧边为向三角形内凹的弧形，所述三棱镜的两个侧面为凹弧面，所述凹弧面为反光面。2.根据权利要求书1所述三棱镜结构，其特征在于，所述三角形的左侧弧边，圆弧所在圆心角为θa，所在弦的方向角为α2；所述三角形的右侧弧边，圆弧所在圆心角为θb，所在弦的方向角为β2，所述三角形的高为H；α2与β2均为锐角。3.根据权利要求书2所述三棱镜结构，其特征在于，所述三角形的左侧弧边与右侧弧边相互对称，α2＝β2，且θa＝θb。4.根据权利要求书2所述三棱镜结构，其特征在于，所述三角形的左侧弧边与右侧弧边不对称，α2≠β2或θa≠θb。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，夏寅，周鼎，汪诚，刘建凯，罗维德，唐海江，张彦，
申请(专利权)人：宁波激智科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33