CN110036236A - 光学成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

光学成像系统
背景技术
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。
发明内容
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，该附图形成本发明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包括沿光导的长度形成第一图案的多个第一光提取器110和沿光导205的长度形成第二图案的多个第二光提取器220。第一光提取器210和第二光提取器220被配置成提取在光导205内传播的光。由第一光提取器210提取的光230主要沿第一方向234离开光导，并且由第二光提取器220提取的光240主要沿不同于第一方向的第二方向244离开光导。第一反射器214接收主要沿第一方向234(例如，在沿第一方向居中的光束中)离开光导的光230，并且将所接收的光240朝向目标位置250反射。第二反射器224接收主要沿第二方向244离开光导的光240，并且将所接收的光240朝向目标位置250反射。第一反射器214在第一反射器214后面形成第一图案的第一虚像232，并且第二反射器224在第二反射器224后面形成第二图案的第二虚像242。第一虚像232和第二虚像242对于从目标位置250观察光学成像系统200的观察者252是可见的。在一些实施方案中，当观察者252观察时，第一虚像232和第二虚像242基本上同样明亮。例如，在一些实施方案中，当在目标位置250处观察时，第一虚像232的亮度在第二虚像242的亮度的10％以内。亮度是指光电亮度或亮度(例如，以坎德拉每平方米测量)，除非另有说明。
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。
图3是光学成像系统300的示意性剖视图，该光学成像系统300包括沿光导305的长度延伸的细长光导305，并且包括多个第一光提取器316和多个第二光提取器310，其提取光，否则该光将主要通过全内反射沿光导305的长度在光导内被限制和传播。第一光提取器316和第二光提取器310沿光导305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318主要沿第一方向319朝向目标位置350离开光导。由第二光提取器310提取的光330主要沿不同于第一方向319的第二方向334离开光导。第一反射器314设置成接收主要沿第二方向334离开光导305的光330，并且将所接收的光330朝向目标位置350反射，从而在第一反射器314后面形成第二图案的第一虚像332。在一些实施方案中，当观察者352观察时，第一图案和第一虚像332基本上同样明亮。例如，在一些实施方案中，当在目标位置350处观察时，第一虚像332的亮度在第一图案的亮度的10％以内。
在所示实施方案中，细长光导305还包括沿光导305的长度形成第三图案的多个第三光提取器320。由第三光提取器320提取的光340主要沿不同于第一方向319和第二方向334的第三方向344离开光导305。光学成像系统300还包括第二反射器324，用于接收主要沿第三方向344离开光导305的光340，并且将所接收的光340朝向目标位置350反射，从而在第二反射器324后面形成第三图案的第二虚像342。第一图案以及第一虚像332和第二虚像342对于从目标位置350观察光学成像系统300的观察者352是可见的。第二光提取器310和第三光提取器320可分别对应于第一光提取器210和第二光提取器220。在另选的实施方案中，省略了多个第三光提取器320和第二反射器324。在一些实施方案中，当观察者352观察时，第一图案和第二虚像342基本上同样明亮。例如，在一些实施方案中，当在目标位置350处观察时，第二虚像342的亮度在第一图案的亮度的10％以内。在一些实施方案中，当观察者352观察时，第一图案以及第一虚像332和第二虚像342基本上同样明亮。在其它实施方案中，当观察者352观察时，第一图案以及第一虚像332和第二虚像342具有不同的亮度。
第一反射器214和第二反射器224或第一反射器315和第二反射器324可彼此平行或不平行。例如，第一反射器214和第二反射器225或第一反射器315和第二反射器325可在反射器之间以90度和180度之间的角度设置(参见例如图4A)。第一反射器214和第二反射器225或第一反射器314和第二反射器325或反射器114中的一个或两个可围绕一个或大约两个正交轴弯曲或者可以是平面的。在一些实施方案中，第一反射器平行于光导(如图1B中)，并且第二反射器平行于光导(也如图1B中所示)。在一些实施方案中，第一反射器和第二反射器与光导彼此不平行(例如，第一反射器和第二反射器中的一个或两个可与光导不平行，如图1C中所示)。
图4A是分别对应于第一反射器314和第二反射器324的第一反射器414和第二反射器424的示意性剖视图，其示出了第一反射器414和第二反射器424之间的角度α。在一些实施方案中，角度α为至少90度或至少95度，并且不大于180度或不大于170度。在一些实施方案中，例如，角度α在90度和180度之间。
图4B是分别对应于第一方向319、第二方向334和第三方向344的第一方向419、第二方向434和第三方向444的示意图。示出了第一方向419和第二方向434之间的角度θ1。在一些实施方案中，角度θ1为至少90度或至少95度，并且不大于180度或不大于170度。在一些实施方案中，例如，角度θ1在90度和170度之间。示出了第一方向419和第三方向444之间的角度θ2。在一些实施方案中，角度θ2为至少90度或至少95度，并且不大于180度或不大于170度。在一些实施方案中，例如，角度θ2在90度和170度之间。
在另选的实施方案中，第一反射器和第二反射器由单个反射器代替，如图5所示。图5是光学成像系统500的示意性剖视图，光学成像系统500包括沿光导505的长度延伸的细长光导505，并且包括分别多个第一光提取器516、多个第二光提取器510和多个第三提取器520，其提取光，否则该光将主要通过全内反射沿光导505的长度在光导内被限制和传播。第一光提取器516、第二光提取器510和第三光提取器520沿光导505的长度形成相应的第一图案、第二图案和第三图案。由第一光提取器516提取的光518主要沿第一方向519朝向目标位置550离开光导。由第二光提取器510提取的光530主要沿不同于第一方向519的第二方向534离开光导，并且由第三光提取器520提取的光540主要沿不同于第一方向519和第二方向534的第三方向544离开光导。第一反射器514设置成使得第一反射器514的第一部分514a接收主要沿第二方向534离开光导505的光530，并且将所接收的光530朝向目标位置550反射，从而在第一反射器514后面形成第二图案的第一虚像532。由第三光提取器520提取的光540主要沿不同于第一方向519和第二方向534的第三方向544离开光导505。第一反射器514的第二部分514b设置成接收主要沿第三方向544离开光导505的光540，并且将所接收的光540朝向目标位置550反射，从而在第一反射器514的第二部分514b后面形成第三图案的第二虚像542。第一图案以及第一虚像532和第二虚像542对于从目标位置550观察光学成像系统500的观察者552是可见的。第一光提取器516、第二光提取器510和第三光提取器520可分别对应于第一光提取器316、第二光提取器310和第三光提取器320。
反射器514沿第一轴(z轴)弯曲。在一些实施方案中，反射器514沿相互正交的第一轴和第二轴(例如，z轴和y轴)弯曲。反射器可沿与z轴正交的轴弯曲并且沿z轴弯曲，以便有助于将光引导到期望的目标位置550。
第一光提取器、第二光提取器和第三(当存在时)光提取器中的任何一个可沿相应的轴(例如，平行于z轴的轴)布置。图6是细长光导605的剖视图，其以主轴660(平行于z轴)为中心。光导605包括沿第一轴617布置的第一光提取器616，沿第二轴611布置的第二光提取器610，以及沿第三轴621布置的第三光提取器620。在所示的实施方案中，第一轴617、第二轴611和第三轴621各自平行于z轴。第一轴617和第二轴611在主轴660处成角度角度可在40度和150度之间。类似地，第一轴617和第三轴621在主轴660处成向角度角度可在40度和150度之间。第二611和第三轴621可在主轴660处成40度和150度之间的角度(360度减去和的总和)。
第一光提取器、第二光提取器和第三光提取器(当存在时)中的任何一个或全部可主要通过散射光、通过反射光或通过折射光来提取光。例如，可将漫射器应用于光导的外表面的一部分，以通过散射光来提取光。在这种情况下，漫射器中的散射物体(例如，珠子)是多个光提取器，其主要通过散射光来提取光。光提取器可以是形成在光导的外表面中的凹口或突起。在一些实施方案中，多个第一光提取器和多个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，并且多个第一光提取器和多个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上的突起。在一些实施方案中，多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三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，并且多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三光提取器中的至少一个光提取器是形成在光导的外表面上的突起。在一些实施方案中，第一光提取器、第二光提取器和任选的第三光提取器中的每一个光提取器主要通过反射光来提取光。在一些实施方案中，第一光提取器、第二光提取器和任选的第三光提取器中的每一个光提取器主要通过折射光来提取光。在一些实施方案中，第一光提取器、第二光提取器和任选的第三光提取器中的每一个光提取器主要通过反射光来提取光。在一些实施方案中，第一光提取器、第二光提取器和任选的第三光提取器中的一个或多个光提取器主要通过漫射、反射或折射光中的一种来提取光，并且第一光提取器、第二光提取器和任选的第三光提取器中的不同的一个或多个光提取器主要通过漫射、反射或折射光中的一种来提取光。
图7是包括光提取器770的光导705的示意性侧面剖视图，该光提取器770是形成在光导705的外表面777中的凹口。光773主要通过全内反射在光导705内传播并且被限制在光导705内。通过来自光提取器770的光的反射从光导705提取光773。光提取器770可对应于本文其它地方描述的多个第一光提取器、第二光提取器或第三光提取器中的任何一个中的光提取器。
图8是包括光提取器870的光导805的示意性侧面剖视图，该光提取器870是形成在光导805的外表面877上的突起。光873主要通过全内反射在光导805内传播并且被限制在光导805内。通过来自光提取器870的光的折射从光导805提取光873。光提取器870可对应于本文其它地方描述的多个第一光提取器、多个第二光提取器或多个第三光提取器中的任何一个中的光提取器。
由光提取器提供的示例性图案示于图9-12中。由在本文描述的光学成像系统的相应的第一光提取器、第二光提取器或第三光提取器(当存在时)提供的第一图案、第二图案或第三图案可对应于这些图案中的任何一种。在一些实施方案中，第一图案与第二图案基本上相同(例如，第一图案和第二图案可名义上相同，但是由于普通的制造变化可具有一些差异)。在一些实施方案中，第一图案不同于第二图案。在一些实施方案中，第一图案与第三图案基本上相同。在一些实施方案中，第一图案与第三图案不同。
图9是光导905的示意性顶视图，该光导905沿光导905的长度L延伸并且包括多个光提取器970，其可对应于本文其它地方描述的多个第一光提取器、多个第二光提取器或多个第三光提取器中的任何一个。光提取器970是离散的并且间隔开并且沿光轴905的长度L沿轴977布置。光提取器970沿轴线977以直线图案布置。在一些实施方案中，光提取器970沿光导905的长度L规则地布置，并且在一些实施方案中，光提取器970沿光导905的长度L随机布置。光源972设置在光导905的端部976处。
图10是光导1005的示意性顶视图，该光导1005沿光导1005的长度L延伸并且包括多个光提取器1070，其可对应于本文其它地方描述的多个第一光提取器、多个第二光提取器或多个第三光提取器中的任何一个。光提取器1070沿轴1077以波形线图案布置。在一些实施方案中，波形线图案是正弦图案。在一些实施方案中，光提取器1070包括沿波形线的长度布置的多个间隔开的凹口(例如，限定波形线的多个短的、紧密间隔的线)。在其它实施方案中，是在光导1005的表面中形成的连续特征部(例如，通过模制或通过激光烧蚀制成的连续凹口或通过模制制成的连续突起)，并且该特征部的多个节段(例如，平行于光导1005的主轴的连续凹口的部分之间的节段波形线)是多个光提取器。在这种情况下，多个光提取器1070可被描述为互连的。光源1072设置在光导1005的端部1076处。
图11是光导1105的示意性顶视图，该光导1105沿光导1105的长度L延伸并且包括多个光提取器1170，其可对应于本文其它地方描述的多个第一光提取器、多个第二光提取器或多个第三光提取器中的任何一个。光提取器1170沿光导1105的长度L随机布置。光源1172设置在光导1105的端部1176处。
图12是光导1205的示意性顶视图，该光导1205沿光导1205的长度L延伸并且包括形成标记1270的多个光提取器。多个光提取器可对应于本文其它地方描述的多个第一光提取器、多个第二光提取器或多个第三光提取器中的任何一个。光源1272设置在光导1205的端部1276处。光提取器可以是设置在光导1205的外表面上的漫射器，以通过散射光来提取光，或者可以是布置成形成所需标记1270的凹口和/或突起。标记1270可包括字母、文本或徽标中的一个或多个。例如，标记1270可包括徽标诸如所示的星形，并且/或者可包括文本消息诸如汽车应用中的速度或警告消息。
在一些实施方案中，光学成像系统的光导沿光导的长度线性延伸。在其它实施方案中，光导沿曲线延伸。图13是环形光导1305的示意性顶视图，其中光源1372设置成将光注入光导1305的两端。
图14是光学成像系统1400的侧面剖视图，该光学成像系统1400包括环形光导1405，环形光导1405对应于环形光导1305和锥形反射器1414。在所示实施方案中，光导1405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被配置成朝向目标位置1450提取光1418，所述多个第二光提取器被配置成朝向反射器1414提取光1430，反射器1414朝向目标位置1450重新定向光并且形成由反射器1414后面的第二光提取器限定的图案的虚像。由多个第一光提取器和多个第二光提取器创建的图案可由观察者1452在目标位置1450处观察。
在一些实施方案中，例如，光导在垂直于光导长度的方向上具有圆形横截面，如图1-3所示。在其它实施方案中，光导具有其它横截面。图15是椭圆形光导1505在垂直于光导1505的长度的方向上的示意性剖视图。应当理解，圆形横截面是椭圆形横截面的特殊情况，其中椭圆的大直径和小直径相等。在一些实施方案中，大直径和小直径是不同的，并且在一些实施方案中，大直径和小直径相等。图16是矩形光导1605在垂直于光导1605的长度的方向上的示意性剖视图。矩形横截面的尺寸W1和W2可相等(即，矩形横截面可以是正方形横截面)或者可以是不同的。图17是蘑菇形光导1705在垂直于光导1705的长度的方向上的示意性剖视图。蘑菇形状可描述为由正方形或矩形形成的球形或椭圆形的一部分。
以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
实施方案1为一种光学成像系统，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。
实施方案2为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述细长光导在垂直于所述光导的所述长度的方向上具有矩形、椭圆形或蘑菇形横截面。
实施方案3为实施方案2所述的光学成像系统，其中所述细长光导在垂直于所述光导的所述长度的方向上具有圆形横截面。
实施方案4为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器和所述多个第二光提取器中的至少一些光提取器互连。
实施方案5为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一光提取器是离散的且间隔开的并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。
实施方案6为实施方案5所述的光学成像系统，其中所述细长光导以主轴为中心，并且其中所述第一轴和所述第二轴在主轴处成40度和150度之间的角度。
实施方案7为实施方案1所述的光学成像系统，其中每个第一光提取器和第二光提取器为形成于所述光导的外表面中的凹口。
实施方案8为实施方案1所述的光学成像系统，其中每个第一光提取器和第二光提取器为形成于所述光导的外表面上的突起。
实施方案9为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器和多个第二光提取器中的至少一个光提取器是形成在所述光导的外表面中的凹口，并且所述多个第一光提取器和多个第二光提取器中的至少一个光提取器是形成在所述光导的所述外表面上的突起。
实施方案10为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一光提取器和所述第二光提取器中的每一个光提取器主要通过散射所述光来提取光。
实施方案11为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一光提取器和所述第二光提取器中的每一个光提取器主要通过反射所述光来提取光。
实施方案12为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一光提取器和所述第二光提取器中的每一个光提取器主要通过折射所述光来提取光。
实施方案13为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一图案和所述第二图案中的至少一个图案包括直线图案。
实施方案14为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一图案和所述第二图案中的至少一个图案包括波形线图案。
实施方案15为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一图案和所述第二图案中的至少一个图案包括标记。
实施方案16为实施方案15所述的光学成像系统，其中所述标记包括字母、文本或徽标中的一个或多个。
实施方案17为实施方案1所述的光学成像系统，其中当观察者观察时，所述第一图案和所述第一虚像基本上同样明亮。
实施方案18为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器和多个第二光提取器中的至少一个中的所述光提取器沿所述光导的长度随机布置。
实施方案19为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器和多个第二光提取器中的每一个中的所述光提取器沿所述光导的长度规则地布置。
实施方案20为实施方案1所述的光学成像系统，所述光学成像系统还包括在所述细长光导的端部处的光源。
实施方案21为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一方向和所述第二方向之间的角度在90度和170度之间。
实施方案22为实施方案1所述的光学成像系统，其中由所述第二光提取器提取的光远离所述目标位置离开所述光导。
实施方案23为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一反射器是平面的。
实施方案24为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一反射器沿第一轴弯曲。
实施方案25为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一反射器沿相互正交的第一轴和第二轴弯曲。
实施方案26为实施方案所述1的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述细长光导是平行的。
实施方案27为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述细长光导不平行。
实施方案28为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述光导设置在所述第一反射器和所述目标位置之间。
实施方案29为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一反射器沿所述光导的所述长度伸长。
实施方案30为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述光导基本上是直的。
实施方案31为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述光导的至少一部分是弯曲的。
实施方案32为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述光导是环形的。
实施方案33为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一图案与所述第二图案基本上相同。
实施方案34为实施方案1所述的光学成像系统，其中所述第一图案与所述第二图案不同。
实施方案35为实施方案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，由所述多个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。
实施方案36为实施方案35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。
实施方案37为实施方案36所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述第二反射器彼此不平行。
实施方案38为实施方案36所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述第二反射器与所述细长光导是平行的。
实施方案39为实施方案36所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述第二反射器与所述细长光导彼此不平行。
实施方案40为实施方案36所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述第二反射器之间的角度在90度和180度之间。
实施方案41为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一反射器的第一部分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，并且所述第一反射器的第二部分设置成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，所述第一反射器的所述第二部分在所述第一反射器的所述第二部分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光学成像系统的观察者是可见的。
实施方案42为实施方案41所述的光学成像系统，其中所述第一反射器沿第一轴弯曲。
实施方案43为实施方案41所述的光学成像系统，其中所述第一反射器沿相互正交的第一轴和第二轴弯曲。
实施方案44为实施方案35至43中任一项所述的光学成像系统，其中当观察者观察时，所述第一图案和所述第二虚像基本上同样明亮。
实施方案45为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三光提取器中的至少一些光提取器互连。
实施方案46为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第三光提取器是离散的且间隔开的，并且沿所述光导的所述长度沿第三轴布置。
实施方案47为实施方案46所述的光学成像系统，其中所述细长光导以主轴为中心，并且其中所述第一轴和所述第三轴在主轴处成40度和150度之间的角度。
实施方案48为实施方案35所述的光学成像系统，其中每个第三光提取器是形成在所述光导的外表面中的凹口。
实施方案49为实施方案35所述的光学成像系统，其中每个第三光提取器是形成在所述光导的外表面上的突起。
实施方案50为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三光提取器中的至少一个光提取器是形成在所述光导的外表面中的凹口，并且所述多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三光提取器中的至少一个光提取器是形成在所述光导的所述外表面上的突起。
实施方案51为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第三光提取器中的每一个光提取器主要通过散射所述光来提取光。
实施方案52为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第三光提取器中的每一个光提取器主要通过反射所述光来提取光。
实施方案53为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第三光提取器中的每一个光提取器主要通过折射所述光来提取光。
实施方案54为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一图案、第二图案和第三图案中的至少一个图案包括直线图案。
实施方案55为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一图案、第二图案和第三图案中的至少一个图案包括波形线图案。
实施方案56为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一图案、第二图案和第三图案中的至少一个图案包括标记。
实施方案57为实施方案56所述的光学成像系统，其中所述标记包括字母、文本或徽标中的一个或多个。
实施方案58为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三光提取器中的至少一个中的所述光提取器所述沿光导的所述长度随机布置。
实施方案59为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述多个第一光提取器、多个第二光提取器和多个第三光提取器中的每一个中的所述光提取器沿所述光导的所述长度规则地布置。
实施方案60为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一方向和所述第三方向之间的角度在90度和170度之间。
实施方案61为实施方案35所述的光学成像系统，其中由所述第三光提取器提取的光远离所述目标位置离开所述光导。
实施方案62为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一图案与所述第三图案基本上相同。
实施方案63为实施方案35所述的光学成像系统，其中所述第一图案与所述第三图案不同。
实施方案64为一种光学成像系统，所述光学成像系统包括：
细长光导，所述细长光导包括形成第一图案的多个第一光提取器，所述第一光提取器被配置成提取在所述光导内传播的光，所提取的光远离目标位置传播；和
细长的第一反射器，所述细长的第一反射器与所述光导共同延伸并且形成所述第一图案的第一虚像，使得所提取的光被所述第一反射器朝向所述目标位置重新定向，使得所述第一虚像在所述目标位置处可见。
实施方案65为实施方案64所述的光学成像系统，其中所述细长光导还包括多个第二光提取器，所述多个第二光提取器沿所述光导的所述长度形成第二图案，所述第二光提取器被配置成提取在所述光导内传播的光。
实施方案66为实施方案65所述的光学成像系统，其中由所述第一光提取器提取的所述光主要沿第一方向离开所述光导，由所述第二光提取器提取的所述光主要沿不同于所述第一方向的第二方向离开所述光导。
实施方案67为实施方案66所述的光学成像系统，所述光学成像系统还包括细长的第二反射器，所述细长的第二反射器与所述光导共同延伸，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，所述第二反射器在所述第二反射器后面形成所述第二图案的第二虚像，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。
实施方案68为实施方案67所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述第二反射器彼此不平行。
实施方案69为实施方案67所述的光学成像系统，其中所述第一反射器和所述第二反射器之间的角度在90度和180度之间。
实施方案70为实施方案66所述的光学成像系统，其中所述第一反射器的第一部分设置成接收主要沿所述第一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，并且所述第一反射器的第二部分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，所述第一反射器的所述第二部分在所述第一反射器的所述第二部分后面形成所述第三图案的第二虚像，所述第一虚像和所述第二虚像对于从所述目标位置观察光学成像系统的观察者是可见的。
实施方案71为实施方案66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，所述第三光提取器被配置成提取在所述光导内传播的光，其中由所述第三光提取器提取的所述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。
实施例
实施例1
使用直径7mm的丙烯酸棒作为光导。使用激光烧蚀在光导的外表面上制作三条正弦曲线。正弦曲线中的每一个类似于图10中所示的波形线图案，并且如图5中针对第一光提取器516、第二光提取器510和第三光提取器520所示相对于彼此布置。将单个LED(OSRAMCN7N)附接到光导的一个端部，并且将折叠的反射器(类似于第一反射器514)放置在杆的后面。当LED被点亮时，三个正弦曲线中的每一个在观察位置处都是可见的，在正弦曲线之间具有良好的感知深度。当反射器与光导平行时，正弦曲线看起来是平行的，并且当反射器与光导不平行时，正弦曲线看起来聚合。
实施例2
使用直径7mm的丙烯酸棒作为光导。使用激光烧蚀在光导的外表面中制作三种不同的图案。图案分别大致对应于图9、图10和图11中所示的图案，并且如图5中针对第一光提取器516、第二光提取器510和第三光提取器520所示相对于彼此布置。将单个LED(OSRAMCN7N)附接到光导的一个端部，并且将折叠的反射器(类似于第一反射器514)放置在光导的后面。当LED被点亮时，三个正弦曲线中的每一个在观察位置处都是可见的，在图案之间具有良好的感知深度。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其它附图中的对应元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (9)

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。
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，并且所述第一反射器的第二部分被设置成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，所述第一反射器的所述第二部分在所述第一反射器的所述第二部分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。
6.一种光学成像系统，所述光学成像系统包括：
细长光导，所述细长光导包括形成第一图案的多个第一光提取器，所述第一光提取器被配置成提取在所述光导内传播的光，所提取的光远离目标位置传播；和
细长的第一反射器，所述细长的第一反射器与所述光导共同延伸并且形成所述第一图案的第一虚像，使得所提取的光被所述第一反射器朝向所述目标位置重新定向，使得所述第一虚像在所述目标位置处可见。
7.根据权利要求6所述的光学成像系统，其中，所述细长光导还包括多个第二光提取器，所述多个第二光提取器沿所述光导的所述长度形成第二图案，所述第二光提取器被配置成提取在所述光导内传播的光，其中，由所述第一光提取器提取的所述光主要沿第一方向离开所述光导，并且由所述第二光提取器提取的所述光主要沿不同于所述第一方向的第二方向离开所述光导。
8.根据权利要求7所述的光学成像系统，所述光学成像系统还包括细长的第二反射器，所述细长的第二反射器与所述光导共同延伸，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，所述第二反射器在所述第二反射器后面形成所述第二图案的第二虚像，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。
9.根据权利要求7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一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，并且所述第一反射器的第二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，所述第一反射器的所述第二部分在所述第一反射器的所述第二部分后面形成所述第二图案的第二虚像，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。
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