使用双轴回射元件的成像装置和成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术说明了使用双轴回射元件（例如９０度棱镜和线性透镜元件）的成像装置和方法，其中成像可以是叠印在被成像物体上或者从成象物体偏移。如果成像是叠印在被成像物体上，这是通过回射完成的。如果成像是从被成像物体偏移，这可以通过双轴回射或者回透射完成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用双轴回射元件的光学成像领域，包含成象装置和使用此装置的成像方法。背景光学成像在大量为了产生期望的光学效果的场合很有用。成像可以产生与物体同样大小的图像或者相对被成像物体可以放大或缩小图像。另外，图像可以相对物体的垂直轴翻转或者旋转和/或图像可以相对于物体的水平轴水平翻转或者旋转。进而，相对于物体，图像可以线条分明地再生或者可以轻微的漫射。另一方面，光学成像可以在离被成象物体的不同位置上产生图像。这种类型成像的一个例子是使用顶投影仪以在屏幕或者墙上提供基于位于顶投影仪平台上的物体的图像。这种类型的成象典型的是使用透镜和其他光学元件完成的。在另一方面，以回射方式产生的光学成象，其物体的图像产生在物体的同样位置。当入射光线从物体沿与光线到达物体时的路径成180°角的路径反射时产生回射。依赖于物体的性质，光线的反射路径可能从入射路径稍微移动或偏移。因为光线基本上沿射向成像物体时相同的路径反射回来，图像可以沿同样的路径观察到。典型的回射使用回射元件完成，例如立体角反射器(例如，授予Coderre的美国专利Nos.5,272,562和授予Smith等的美国专利Nos.5,450,235)、珠状回射器(例如，授予McGrath的美国专利Nos.4,025,159；授予Bailey等的Nos.4,983,436；授予Kult等的No.5,066,098)，等。在上述的成像方面，对光学元件(例如透镜，立体角反射器，珠状回射器等)的需求增加了成像装置的造价和复杂性。专利技术概述本专利技术提供了光学成像装置，该装置包含使物体成象的双轴回射元件。本专利技术也提供了使用包含双轴回射元件的装置的成像方法。成像可以由反射或透射来完成。不考虑成像的类型，本专利技术的所有装置和方法的共同优点是相对简单的结构，这是制造光学成像装置时所需要的。与复杂的机构和使用立体角结构或与制造和联结回射珠和/或透镜相关的技术的其它制造/复制技术不同，本专利技术的结构依赖的装置只包含相对简单的双轴回射元件和提供光学成像的平表面。此装置的一个优势是它们提供没有颜色问题的成像。当回射成像由本专利技术的装置和/或方法提供，可以获得许多优点，包括既能提供相应于稳定的入射光源的稳定的或者调制的回射，也能独立控制在两不同平面回射光线的色散，并能提高装置的有效孔径(它影响亮度)。本专利技术的回射成像装置和成像方法的另一个优势是能扩大其他回射系统(例如，立体角反射器和珠状)所经历的入射角限制。一些光学成像装置和成象方法依赖90度棱镜作为双轴回射元件并且可以选择通过回透射提供成像。在与本专利技术相关使用中，“回透射”是光学现象，光线以相对于法线的入射角进入光学成像装置的一侧并以出射角(相对于相同的法线)离开装置的另一侧，出射角与入射角在大小上相等但符号相反。这样，回透射性光学成像装置提供成像物体的在装置对侧的成像，成像出现在回透射装置前面，距离与位于装置后面的成像物体一样。下面将讨论，回透射可以被限制也可以不被限制。回透射的优点中有的提供从成像物体和双轴回反射元件移开的图象，当使用有限次回透射时能提供光学准直系统，能使成象没有颜色问题，和能够减少消极的梯形失真以消除不需要的来自其他光源(例如顶投影仪)的梯形失真。在一方面，本专利技术提供了光学的成像装置，包含第一侧有多个位于第一平面的双轴回射元件，每个第一双轴回反射元件一般与第一轴对齐，第一侧还包含多个平行于第一平面的平传输第一表面；和第二侧包含多个位于第二平面的第二双轴回射元件并沿第二轴对齐，第二侧还包含平行于第二平面的多个反射性第二平表面，第二双轴回射元件与第一侧分开，其中第一和第二轴通常互相垂直。在另一方面，本专利技术提供了路径标记，包括第一侧，它包含多个位于第一平面的第一双轴回射元件，每个第一双轴回射元件通常与沿第一轴对齐，第一侧还包含多个平行于第一平面的第一反射性平表面；第二侧位于第一侧的对面，第二侧包含多个位于第二平面并与第二轴对齐的第二双轴回射元件，其中第二平面平行于第一平面并且第一和第二轴通常相互垂直；和位于第一和第二侧之间的第一光学窗口，光学窗口至少透射一部分入射在其上的入射光并且将光折射到第一和第二侧中的一侧。在另一方面，本专利技术提供了光学成像装置，包含一个第一侧，它有位于第一平面的多个双轴回射元件，每个双轴回射元件通常与第一轴对齐，第一侧还包含至少一个平行于第一平面的第一反射性平表面；和一个正对棱镜，它包含一个直线峰和一对互相垂直的表面，棱镜的直线峰与第一侧空间上分隔并且通常与第二轴对齐，其中第一和第二轴通常互相垂直。在另一方面，本专利技术提供了光学成像装置，包括一个第一侧，它有位于第一平面的多个第一双轴回射元件，每个第一双轴回射元件通常与第一轴对齐，第一侧还包含多个平行于第一平面的第一透射性平表面；和一个第二侧，它反射一部分入射在其上的光线并且透射一部分入射在其上的光线。在另一方面，本专利技术提供了光学成像装置包含一个第一侧，它有位于第一平面的多个第一双轴回射元件，每个第一双轴回射元件通常与第一轴对齐，第一侧还包含多个平行与第一平面的第一平表面；和一个第二侧，它有位于第二平面的多个第二双轴回射元件，第二侧还包含多个平行与第二平面的第二平表面，第二双轴回射元件在空间上与第一侧隔开，其中第一和第二轴通常互相垂直。在另一方面，本专利技术提供的成像装置包含第一光学表面，它有多个位于第一平面的第一双轴回射元件，这多个第一双轴回射元件通常与第一轴对齐并通常与第二轴正交；和一个第二光学表面，它有位于第二平面的多个第二双轴回射元件，此多个第二双轴回射元件通常与第三轴对齐并与第四轴垂直；其中第二轴位于与第三轴平行的平面，并且第四轴位于与第一轴平行的平面，并且第一平面与第二平面相交；从朝向第一光学表面的第一方向的一部分来自物体的光线被第一双轴反射元件反射向第二光学表面，在此它被第二双轴回射元件向第二方向反射以形成物体的成像。在另一方面，本专利技术提供了通过提供光学成像装置回射叠印成像的一种方法，光学成像装置包含第一侧，它有位于第一平面的多个第一双轴回射元件，每个第一双轴回射元件通常与第一轴对齐，第一侧还包含多个平行于第一平面的第一透射性平表面；和一个第二侧，它有位于第二平面的多个第二双轴回射元件，并且元件与第二轴对齐，第二侧还包含多个平行于第二平面的反射性第二平表面，第二双轴回射元件空间上与第一侧分开，其中第一和第二轴一般互相垂直。方法还包含引导从物体来的光学成像装置里的光线；并且观察物体的回射成像。在另一方面，本专利技术提供了通过提供光学成像装置回射叠印成像的一种方法，光学成像装置包含第一侧，它有位于第一平面的多个第一双轴回射元件，每个双轴回射元件通常与第一轴对齐，第一侧还包含至少一个平行于第一平面的反射性第一平表面；和一个正对的棱镜，它包含直线峰和一对互相垂直的表面，棱镜的直线峰与第一侧隔开并与第二轴对齐，其中第一轴和第二轴通常相互垂直。本方法还包含将物体来的光线引入光学成像装置；并且观察物体的回射图像。如同与本专利技术相关的领域使用过的一样，“90度棱镜”这一术语指棱镜包含两个互相垂直的面。这些面通过全内反射和/或使用反射材料反射入射光线的大部分。本光学成像装置和及使用方法的上述这些和其他一些特征及优点将在下面描述。附图简述图1是包含90度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学成像装置，其特征在于，包含：一个第一侧，包括位于第一平面的多个第一双轴回射元件，每个第一双轴回射元件通常与第一轴对齐，所述第一侧还包含多个平的透射性第一表面，所述第一表面与所述第一平面平行；和一个第二侧，包括位于第二平面的多 个第二双轴回射元件且与第二轴对齐，所述第二侧还包含多个平的反射性第二表面，所述第二表面与所述第二平面平行，所述第二双轴回射元件与第一侧分开，其中第一和第二轴一般互相垂直。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JF德雷尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]