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HINTERGRUND
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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches System.
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Beschreibung der dazugehörigen Technik
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Bei einer dreidimensionalen Oberflächenmessung kann ein Projektor zur Lieferung eines Lichtstrahls verwendet werden, um eine dreidimensionale Probe anzustrahlen. Das Oberflächenbild der angestrahlten Probe kann von einer Kamera erkannt werden, um die Oberflächeninformationen zu dieser Probe zu gewinnen. Um mehr Informationen zu der Probe zu erhalten, werden in dem Messsystem mehrere Lichtquellen oder Lichtstrahl mit verschiedenen Projektionsrichtungen eingesetzt, wodurch auch mehr Kameras benötigt werden. Allerdings sind mehr Projektoren und mehr Kameras mit höheren Kosten verbunden und bringen eine kompliziertere Anordnungsweise mit sich.
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Die
US 2005/0111107 A1 betrifft eine Bildanzeigevorrichtung, die eine Kippspiegelvorrichtung benutzt. Die Lichtquellen umfassen einen G-Strahl und einen R-Strahl oder B-Strahl. Die Kippspiegelvorrichtung umfasst eine Vielzahl von beweglichen Spiegelelementen und kann zwei verschiedene Positionen einnehmen, in denen entweder der G-Strahl oder der R-Strahl bzw. B-Strahl in eine vorbestimmte Richtung reflektiert wird. Des Weiteren betrifft sie einen Projektor der diese Bildanzeigevorrichtung verwendet.
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Die
US 7,503,659 B2 betrifft eine Beleuchtungsanlage, die ein Array von Abbildungsspiegeln umfasst, wie beispielweise ein Projektionsabbildungssystem, wobei die Abbildungsspiegel in zwei Reflexionszuständen einstellbar sind. Des Weiteren umfasst es zwei Lichtquellen und eine Projektionsoptik. In einem ersten Reflexionszustand wird Licht von einer der Lichtquellen zur Projektionsoptik geführt, in einem zweiten Reflexionszustand entsprechend Licht von der anderen Lichtquelle.
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Die
US 8,102,591 B2 betrifft ein Anzeigegerät, das mindestens eine elektromagnetische Strahlenquelle, mindestens eine Strahlensenke und eine digitale Mikrospiegel-Vorrichtung umfasst. Die digitale Mikrospiegel-Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Mikrospiegel-Elementen. Sie kann so eingestellt werden, dass die elektromagnetische Strahlung der Strahlenquelle entweder zu einer Ausgangslinse oder zu der Strahlensenke reflektiert wird. Zudem kann sie ein Testbild zur Strahlenssenke schicken, wo es von einer Vorrichtung zur Messung der elektromagnetischen Strahlung erfasst werden kann.
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Die
US 2013/0063586 A1 betrifft eine optische Modulatorvorrichtung, die eine Mikrospiegel-Vorrichtung umfasst, die Licht moduliert und ein Array aus Spiegelelementen umfasst, wobei jedes der Spiegelelemente einzeln zwischen zwei Zuständen geschaltet werden kann. Zur konfokalen Untersuchung eines Objekts, wird dieses mit Licht von einer Lichtquelle beleuchtet, welches über die Mikrospiegel-Vorrichtung auf einem Lichtpfad in das Abbildungssystem geführt wird. Über den gleichen Lichtpfad wird das Bild zur Mikrospiegel-Vorrichtung geführt, wo es, je nach Zustand, über eine der beiden optischen Übertragungsvorrichtungen zu einer Bildkombiniervorrichtung geleitet wird.
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Die
US 6,459,484 B1 betrifft ein optisches Abtastgerät, welches eine Lichtquelle, eine Abtastvorrichtung, eine Vielzahl von Detektoren, ein Prisma und ein Array aus Mikroelementen, die Licht ablenken können, umfasst. Das Licht, das von der Probe abstrahlt, läuft durch eine konfokale Apertur zum Prisma und wird dort wellenlängenabhängig aufgespaltet. Die unterschiedlichen Wellenlängenkomponenten des Lichts werden dann getrennt auf das lichtablenkende Array aus Mirkoelementen geführt. Die Ablenkwinkel eines jeden Mikroelements können so eingestellt werden, dass es das Licht zu einem der vielen Detektoren hin ablenkt.
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Die
JP 2006-17 706 A betrifft ein System zur Analyse eines Biochips, auf Grund der Array Daten, welche aus dem Biochip ausgelesen werden. In einer Ausführungsform wird ein Gerät zur Analyse des Biochips, durch zwei Wellen, beschrieben. Diese werden über ein DMD (Digital Mirror Device) zum Biochip hin reflektiert.
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Die
US 2011/0176120 A1 betrifft ein Projektionssystem, welches zwei Kippspiegelmatrizen, die mehrere Kippspiegel umfassen, und eine Abbildungslinse, umfasst. Die Linse projiziert die erste Kippspiegelmatrix auf die zweite Kippspiegelmatrix.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches System bereitzustellen, das mindestens ein optisches Gerät umfasst. Das optische Gerät beinhaltet eine erste Lichtquelle, eine zweite Lichtquelle und einen dynamischen Schalter. Die erste Lichtquelle ist eingerichtet, um einen ersten Lichtstrahlstrahl bereitzustellen. Die zweite Lichtquelle ist eingerichtet einen zweiten Lichtstrahl bereitzustellen. Der dynamische Schalter beinhaltet eine Vielzahl von Spiegeln, die in der Art eines Arrays angeordnet sind. Jeder der Spiegel hat einen ersten Neigungswinkel und einen zweiten Neigungswinkel. Der erste strahl und der zweite strahl treffen aus verschiedenen Richtungen auf dem dynamischen Schalter auf. Der dynamische Schalter reflektiert den ersten Lichtstrahl in eine gewünschte Position, wenn die Spiegel die ersten Neigungswinkel annehmen, und reflektiert den zweiten Lichtstrahl in die gewünschte Position, wenn die Spiegel die zweiten Neigungswinkel annehmen.
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Dabei ist ein Lichtpfad des ersten Lichtstrahls von dem dynamischen Schalter zu der gewünschten Position derselbe wie ein Lichtpfad des zweiten Lichtstrahls von dem dynamischen Schalter zu der gewünschten Position. Der Lichtpfad des ersten Lichtstrahls ist an einem ersten Winkel relativ zum ersten Lichtstrahl von der ersten Lichtquelle ausgerichtet, und der Lichtpfad des zweiten Lichtstrahls ist an einem zweiten Winkel relativ zum zweiten Lichtstrahl von der zweiten Lichtquelle ausgerichtet. Das optische Gerät beinhaltet ferner eine Prismengruppe, die eingerichtet ist den ersten Lichtstrahl von der ersten Lichtquelle zu dem dynamischer Schalter zu leiten, den zweiten Lichtstrahl von der zweiten Lichtquelle zu dem dynamischen Schalter zu leiten und den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl, welche vom dynamischen Schalter reflektiert werden, zu der gewünschten Position zu leiten, wobei ein Lichtpfad des ersten Lichtstrahls in der Prismengruppe von der Lichtquelle zum dynamischen Schalter unterschiedlich ist zu einem Lichtpfad des zweiten Lichtstrahls in der Prismengruppe von der Lichtquelle zum dynamischen Schalter, so dass der erste Winkel des ersten Lichtstahls und der zweite Winkel des zweiten Lichtstrahls asymmetrisch zu einer Normallinie des dynamischen Schalters sind.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen handelt es sich bei der Anzahl des optischen Geräts um eine Mehrzahl, und die ersten Lichtstrahlen der optischen Geräte treffen entlang verschiedener Richtungen auf die gewünschte Position auf.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches System zu liefern, das mindestens ein optisches Gerät umfasst. Das optische Gerät beinhaltet eine erste Bildsensor-Vorrichtung, eine zweite Bildsensor-Vorrichtung und einen dynamischen Schalter. Der dynamische Schalter beinhaltet eine Vielzahl von Spiegeln, die in der Art eines Arrays angeordnet sind. Jeder der Spiegel hat einen ersten Neigungswinkel und einen zweiten Neigungswinkel. Der dynamische Schalter reflektiert ein erstes Bild von einer gewünschten Position zu der ersten Bildsensor-Vorrichtung, wenn die Spiegel die ersten Neigungswinkel annehmen, und er reflektiert ein zweites Bild von der gewünschten Position zu der zweiten Bildsensor-Vorrichtung, wenn die Spiegel die zweiten Neigungswinkel annehmen.
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Dabei ist der Lichtpfad des ersten Bildes von der gewünschten Position zu dem dynamischen Schalter derselbe wie ein Lichtpfad des zweiten Bildes von der gewünschten Position zum dynamischen Schalter. Der Lichtpfad des ersten Bildes ist an einem ersten Winkel relativ zum ersten Bild, das sich zur ersten Bildsensor-Vorrichtung ausbreitet, ausgerichtet, und der Lichtpfad des zweiten Bildes ist an einem zweiten Winkel relativ zum zweigten Bild, das sich zur zweiten Bildsensor-Vorrichtung ausbreitet, ausgerichtet.
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Das optische Gerät beinhaltet ferner eine Prismengruppe, die eingerichtet ist das erste Bild und das zweite Bild von der gewünschten Position zum dynamischen Schalter zu leiten, das erste Bild von dem dynamischen Schalter zu der ersten Bildsensor-Vorrichtung zu leiten und das zweite Bild von dem dynamischen Schalter zu der zweiten Bildsensor-Vorrichtung zu leiten, wobei ein Lichtpfad des ersten Bildes in der Prismengruppe vom dynamischen Schalter zur ersten Bildsensor-Vorrichtung, unterschiedlich ist zu einem Lichtpfad des zweiten Bildes in der Prismengruppe vom dynamischen Schalter zur Bildsensor-Vorrichtung, so dass der erste Winkel des ersten Bildes und der zweite Winkel des zweiten Bildes asymmetrisch zu einer Normallinie des dynamischen Schalters sind.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Anzahl des optischen Gerätes eine Mehrzahl, und die dynamischen Schalter der optischen Geräte reflektieren die ersten Bilder entlang verschiedener Richtungen von der gewünschten Position.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches System bereitzustellen, das mindestens ein optisches Gerät umfasst. Das optische Gerät beinhaltet eine erste Lichtquelle, eine erste Bildsensor-Vorrichtung und einen dynamischen Schalter. Die erste Lichtquelle ist eingerichtet, einen ersten Lichtstrahl bereitzustellen. Der dynamische Schalter beinhaltet eine Vielzahl von Spiegeln, die in der Art eines Arrays angeordnet sind. Jeder der Spiegel hat einen ersten Neigungswinkel und einen zweiten Neigungswinkel. Der erste Lichtstrahl trifft auf dem dynamischen Schalter auf, und der dynamische Schalter reflektiert den ersten Lichtstrahl in eine gewünschte Position, wenn die Spiegel die ersten Neigungswinkel annehmen, und der dynamische Schalter reflektiert ein erstes Bild von der gewünschten Position zu der ersten Bildsensor-Vorrichtung, wenn die Spiegel die zweiten Neigungswinkel annehmen.
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Das optische Gerät beinhaltet ferner ein optisches Modul, das eingerichtet ist den ersten Lichtstrahl, welcher vom dynamischen Schalter reflektiert wird, zu der gewünschten Position zu leiten und das erste Bild von der gewünschten Position zu dem dynamischen Schalter entlang verschiedener Lichtpfade zu leiten.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das optische Gerät ferner eine zweite Lichtquelle und eine zweite Bildsensor-Vorrichtung. Die zweite Lichtquelle ist eingerichtet einen zweiten Lichtstrahl bereitzustellen. Das optische Modul ist ferner eingerichtet den zweiten Lichtstrahl, welcher vom dynamischen Schalter reflektiert wird, zu der gewünschten Position zu leiten und ein zweites Bild von der gewünschten Position zu dem dynamischen Schalter entlang verschiedener Lichtpfade zu leiten.
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In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Anzahl des optischen Gerätes eine Mehrzahl, und die ersten Lichtstrahlen der optischen Geräte treffen entlang verschiedener Richtungen auf die gewünschte Position auf.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm eines dynamischen Schalters;
- 2A ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des ersten Zeitraums;
- 2B ist ein schematisches Diagramm des optischen Systems aus 2A während des zweiten Zeitraums;
- 3 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems, einer Ebene und einer dreidimensionalen Probe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems, einer Ebene und einer dreidimensionalen Probe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 7 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems, einer Ebene und einer dreidimensionalen Probe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 8 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 9 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 10 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun wird detailliert auf die vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, für welche Beispiele in den dazugehörigen Zeichnungen illustriert werden. Wann immer dies möglich ist, werden in den Zeichnungen und der Beschreibung dieselben Referenzziffern verwendet, um dieselben oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
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Jede der vorliegenden Ausführungsformen des optischen Systems umfasst ein optisches Gerät 100, das einen dynamischen Schalter 130 beinhaltet. Dieser steuert die Richtung der Lichtpfade der Lichtstrahlen und/oder der Bilder.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines dynamischen Schalters 130. Der dynamische Schalter 130 beinhaltet eine Vielzahl von Spiegeln 132, die in der Art eines Arrays angeordnet sind.
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Zum Zwecke der Klarheit werden in 1 nur vier Spiegel 132 dargestellt, und die Anzahl der Spiegel 132 kann gemäß realen Anforderungen bestimmt werden. Der dynamische Schalter 130 beinhaltet ferner ein Substrat 134, und die Spiegel 132 sind auf dem Substrat 134 angeordnet. Jeder der Spiegel 132 hat eine Reflexionsfläche, und das Substrat 134 hat eine Trägerfläche, an welcher die Spiegel 132 befestigt sind. Der erste Neigungswinkel θ1 und der zweite Neigungswinkel θ2 werden hierin als Winkel zwischen der Normallinie N1 der Trägerfläche und den Normallinien N2 und N2' der Reflexionsflächen der Spiegel 132 definiert.
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Außerdem kann der dynamische Schalter 130, bei dem es sich um eine digitale Mikrospiegel-Vorrichtung handeln kann, die Neigungswinkel seiner Spiegel 132 individuell steuern, um die Intensitäten beziehungsweise die Muster eines Lichtstrahls anzupassen.
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Des Weiteren nehme man die Anpassung des Musters als Beispiel. Wenn ein Licht mit einem Randmuster auf die gewünschte Position D projiziert werden soll, kann der dynamische Schalter 130 seine Spiegel 132 steuern, indem er beispielsweise die Spiegel 132 in den ungeradzahligen Reihen in die ersten Neigungswinkel θ1 dreht und die Spiegel 132 in den geradzahligen Reihen in die zweiten Neigungswinkel θ2 dreht, so dass nur der Anteil, der auf die Spiegel 132 der ungeradzahligen Reihen auftrifft, zu der gewünschten Position D reflektiert werden kann, und der Lichtstrahl so moduliert wird, dass er zu einem Licht mit einem Randmuster wird.
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2A ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während eines ersten Zeitraums, und 2B ist ein schematisches Diagramm des optischen Systems aus 2A während eines zweiten Zeitraums. Das optische Gerät 100 beinhaltet eine erste Lichtquelle 110, eine zweite Lichtquelle 120, einen dynamischen Schalter 130 und eine Prismengruppe 150. Die Prismengruppe 150 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 112 von der ersten Lichtquelle 110 zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten, den zweiten Lichtstrahl 122 von der zweiten Lichtquelle 120 zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten und den ersten Lichtstrahl 112 und den zweiten Lichtstrahl 122, die vom dynamischen Schalter 130 reflektiert werden, zu der gewünschten Position D zu leiten. Genauer gesagt kann in dieser Ausführungsform das optische Gerät 100 ein Projektor sein, und die gewünschte Position D ist eine Projektionsebene des Projektors
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Detaillierter dargestellt beinhaltet die Prismengruppe 150 ein erstes Prisma 152 und ein zweites Prisma 154, welches neben dem ersten Prisma 152 angeordnet ist. In dem ersten Zeitraum tritt der erste Lichtstrahl 112 nacheinander durch das erste Prisma 152 und das zweite Prisma 154 hindurch und trifft auf dem dynamischen Schalter 130 auf. Nachdem er vom dynamischen Schalter 130 reflektiert worden ist, breitet sich der erste Lichtstrahl 112 dann zurück zu dem zweiten Prisma 154 hin aus und wird durch die Seite 155 des zweiten Prismas 154 zu der gewünschten Position D reflektiert. In dem zweiten Zeitraum tritt der zweite Lichtstrahl 122 durch das zweite Prisma 154 hindurch und trifft auf dem dynamischen Schalter 130 auf. Nachdem er vom dynamischen Schalter 130 reflektiert worden ist, breitet sich der zweite Lichtstrahl 122 dann zurück zu dem zweiten Prisma 154 aus und wird durch die Seite 155 des zweiten Prismas 154 zu der gewünschten Position D reflektiert. Mit dieser Konfiguration kann das optische Gerät 100 in 2A und 2B verschiedene Lichtstrahlen über denselben Lichtpfad P1 bzw. P2 an dieselbe gewünschte Position D befördern.
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3 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das optische Gerät 100 beinhaltet eine erste Bildsensor-Vorrichtung 160, eine zweite Bildsensor-Vorrichtung 170, den zuvor erwähnten dynamischen Schalter 130 und die zuvor erwähnte Prismengruppe 150. Die Prismengruppe 150 ist in dieser Ausführungsform eingerichtet das erste Bild 162 und das zweite Bild 172 von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten, das erste Bild 162 von dem dynamischen Schalter 130 zur ersten Bildsensor-Vorrichtung 160 zu leiten und das zweite Bild 172 von dem dynamischen Schalter 130 zur zweiten Bildsensor-Vorrichtung 170 zu leiten. Genauer gesagt kann in dieser Ausführungsform das optische Gerät 100 eine Kamera sein, und die gewünschte Position D ist eine Objektebene der Kamera.
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Detaillierter dargestellt tritt das erste Bild 162 in dem ersten Zeitraum in das zweite Prisma 154 ein und wird durch die Seite 155 des zweiten Prismas 154 zu dem dynamischen Schalter 130 reflektiert. Nachdem es vom dynamischen Schalter 130 reflektiert worden ist, tritt das erste Bild 162 dann nacheinander durch das zweite Prisma 154 und das erste Prisma 152 hindurch und wird von der ersten Bildsensor-Vorrichtung 160 erkannt. In dem zweiten Zeitraum tritt das zweite Bild 172 in das zweite Prisma 154 ein und wird durch die Seite 155 des zweiten Prismas 154 zu dem dynamischen Schalter 130 reflektiert. Nachdem es vom dynamischen Schalter 130 reflektiert worden ist, passiert das zweite Bild 172 das zweite Prisma 154 und wird durch die zweite Bildsensor-Vorrichtung 170 erkannt. Mit dieser Konfiguration kann das optische Gerät 100 verschiedene Bilder über denselben Lichtpfad P3 (P4) in verschiedenen Zeiträumen erkennen. Andere relevante strukturelle Details der zweiten Ausführungsform entsprechen allesamt der ersten Ausführungsform, und somit wird auf eine Wiederholung der diesbezüglichen Beschreibung im Folgenden verzichtet.
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4 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das optische Gerät 100 beinhaltet eine erste Lichtquelle 180, eine erste Bildsensor-Vorrichtung 190, den zuvor erwähnten dynamischen Schalter 130 und die zuvor erwähnte Prismengruppe 150. Die Prismengruppe 150 ist in dieser Ausführungsform eingerichtet den ersten Lichtstrahl 182 von der ersten Lichtquelle 180 zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten, den ersten Lichtstrahl 182 von dem dynamischen Schalter 130 zur gewünschten Position D zu leiten, das erste Bild 192 von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten und das erste Bild 192 von dem dynamischen Schalter 130 zur ersten Bildsensor-Vorrichtung 190 zu leiten. Genauer gesagt kann das optische Gerät 100 in dieser Ausführungsform eine Projektor/Kamera-Anordnung sein, und die gewünschte Position D ist sowohl eine Projektionsebene des Projektors als auch eine Objektebene der Kamera
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Detaillierter dargestellt tritt in dem ersten Zeitraum der erste Lichtstrahl 182 nacheinander durch das erste Prisma 152 und das zweite Prisma 154 hindurch und trifft auf den dynamischen Schalter 130 auf. Nachdem er vom dynamischen Schalter 130 reflektiert worden ist, breitet sich der erste Lichtstrahl 182 dann zurück zum zweiten Prisma 154 aus und wird durch die Seite 155 des zweiten Prismas 154 zu der gewünschten Position D reflektiert. In dem zweiten Zeitraum tritt das erste Bild 192 in das zweite Prisma 154 ein und wird durch die Seite 155 des zweiten Prismas 154 zu dem dynamischen Schalter 130 reflektiert. Nachdem es vom dynamischen Schalter 130 reflektiert wurde, tritt das erste Bild 192 durch das zweite Prisma 154 hindurch und von der ersten Bildsensor-Vorrichtung 190 erkannt. Mit dieser Konfiguration kann das optische Gerät 100 eine Projektionsfunktion und eine Bildsensor-Funktion bereitstellen. Anders gesagt können eine Projektion und eine Kamera in einem einzigen Gerät integriert werden und sich einen Lichtpfad P5 (P6) teilen. Andere relevante strukturelle Details der dritten Ausführungsform entsprechen allesamt der zweiten Ausführungsform, und somit wird auf eine Wiederholung der diesbezüglichen Beschreibung im Folgenden verzichtet.
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5 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems, einer Ebene 900 und einer dreidimensionalen Probe S gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische System zwei optische Geräte 100 aus 2A, und die ersten Lichtstrahl 112 und die zweiten Lichtstrahl 122 der optischen Geräte 100 treffen entlang verschiedener Richtungen auf die gewünschte Position D auf. Beispielsweise befindet sich die gewünschte Position D auf der Ebene 900, und die zwei optischen Geräte 100 sind symmetrisch in Bezug auf eine Normallinie N der Ebene 900. Das optische System dieser Ausführungsform kann in zwei Zeiträumen vier Arten von Lichtstrahlen zur gewünschten Position D befördern. Außerdem kann das optische System dieser Ausführungsform die dreidimensionale Probe S, welche an der gewünschten Position D angeordnet ist, klar ausleuchten, da die ersten Lichtstrahl 112 und die zweiten Lichtstrahls 122 der optischen Geräte 100 auf die gewünschte Position D entlang verschiedener Richtungen auftreffen.
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In dieser Ausführungsform kann das optische System ferner eine Bildsensor-Vorrichtung 300 beinhalten, die zwischen zwei der optischen Geräte 100 angeordnet ist. Die Bildsensor-Vorrichtung 300 kann die Bilder der dreidimensionalen Probe S erkennen, die an der gewünschten Position D angeordnet ist. Beispielsweise liefern beide optischen Geräte 100 im ersten Zeitraum die ersten Lichtstrahl 112 zur dreidimensionalen Probe S, d.h. beide erste Lichtquellen 110 der optischen Geräte 100 werden eingeschaltet und beide zweite Lichtquellen 120 der optischen Geräte 100 werden ausgeschaltet, und gleichzeitig erkennt die Bildsensor-Vorrichtung 300 das Bild der dreidimensionalen Probe S. Im zweiten Zeitraum liefern beide optischen Geräte 100 die zweiten Lichtstrahl 122 zu der dreidimensionalen Probe S, d.h. beide zweite Lichtquellen 120 der optischen Geräte 100 werden eingeschaltet und beide erste Lichtquellen 110 de optischen Geräte 100 werden ausgeschaltet, und gleichzeitig erkennt die Bildsensor-Vorrichtung 300 das Bild der dreidimensionalen Probe S. Somit kann das optische System mehr Informationen zu der dreidimensionalen Probe S erhalten, ohne dass viel Zeit oder viel Raum dafür benötigt wird. Andere relevante strukturelle Details der dritten Ausführungsform sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform, so dass auf eine Wiederholung der entsprechenden Beschreibung im Folgenden verzichtet wird.
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6 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems, einer Ebene 900 und einer dreidimensionalen Probe S gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische System zwei optische Geräte 100a und 100b, wobei diese zwei optischen Geräte 100a und 100b dieselbe Struktur haben wie die optischen Geräte 100 aus 4, und die Lichtstrahlen 182a und 182b der optischen Geräte 100a und 100b auf die gewünschte Position D entlang verschiedener Richtungen auftreffen. Beispielsweise befindet sich die gewünschte Position D auf der Ebene 900, und die zwei optischen Geräte 100a und 100b sind symmetrisch in Bezug auf eine Normallinie N der Ebene 900.
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In dieser Ausführungsform sind in dem ersten Zeitraum die erste Lichtquelle 180a des optischen Geräts 100a und die erste Bildsensor-Vorrichtung 190b des optischen Geräts 100b beide eingeschaltet, und die erste Lichtquelle 180b des optischen Geräts 100b und die erste Bildsensor-Vorrichtung 190a des optischen Geräts 100a werden beide ausgeschaltet. Somit liefert das optische Gerät 100a im ersten Zeitraum den ersten Lichtstrahl 182a, um die linke Seite der dreidimensionalen Probe S anzuleuchten, die an der gewünschten Position D angeordnet ist, und das optische Gerät 100b erkennt das Bild der dreidimensionalen Probe S von der rechten Seite. In dem zweiten Zeitraum werden die erste Lichtquelle 180b des optischen Geräts 100b und die erste Bildsensor-Vorrichtung 190a des optischen Geräts 100a beide eingeschaltet, und die erste Lichtquelle 180a des optischen Geräts 100a und die erste Bildsensor-Vorrichtung 190b des optischen Geräts 100b werden beide ausgeschaltet. Somit liefert das optische Gerät 100b in dem zweiten Zeitraum den ersten Lichtstrahl 182b, um die rechte Seite der dreidimensionalen Probe S anzuleuchten, und das optische Gerät 100a erkennt das Bild der dreidimensionalen Probe S von der linken Seite. Somit kann das optische System mehr Informationen zur dreidimensionalen Probe S erhalten, ohne viel Zeit und Raum zu benötigen, und der Beleuchtungs-Lichtpfad und der Erkennungs-Lichtpfad werden nicht blockiert. Andere relevante strukturelle Details der fünften Ausführungsform sind dieselben wie in der zweiten Ausführungsform, so dass auf eine Wiederholung der entsprechenden Beschreibung im Folgenden verzichtet wird.
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7 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems, einer Ebene 900 und einer dreidimensionalen Probe S gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische System zwei Geräte 100 aus 3, und die Bilder 162 und 172 der gewünschten Position D werden entlang verschiedener Richtungen erkannt. Beispielsweise befindet sich die gewünschte Position D auf der Ebene 900, und die zwei optischen Geräte 100 sind symmetrisch in Bezug auf eine Normallinie N der Ebene 900. Die erste Bildsensor-Vorrichtung 160 und die zweite Bildsensor-Vorrichtung 170 jedes der optischen Geräte 100 können beispielsweise empfindlich für verschiedene Wellenlängenbereiche sein, so dass das optische System eine Lichtquelle (nicht gezeigt) verwenden kann, um in verschiedenen Zeiträumen verschiedene Lichtstrahl mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu liefern, und die erste Bildsensor-Vorrichtung 160 und die zweite Bildsensor-Vorrichtung 170 können eingeschaltet werden, wenn der entsprechende Lichtstrahl geliefert wird. Mit dieser Konfiguration kann das optische System mehr Informationen zu der dreidimensionalen Probe S erhalten, ohne viel Zeit oder Raum zu erfordern, und die Erkennungs-Lichtpfade werden nicht blockiert. Andere relevante strukturelle Details der sechsten Ausführungsform entsprechen allesamt der zweiten Ausführungsform, und somit wird auf eine Wiederholung der diesbezüglichen Beschreibung im Folgenden verzichtet.
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8 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird Bezug genommen auf 1 und 8. In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische System ein optisches Gerät 100, welches die zuvor erwähnte erste Lichtquelle 110, die zuvor erwähnte zweite Lichtquelle 120, eine dritte Lichtquelle 110', eine vierte Lichtquelle 120', den zuvor erwähnten dynamischen Schalter 130 und ein optisches Modul 210 umfasst. Die dritte Lichtquelle 110' liefert einen dritten Lichtstrahl 112' und die vierte Lichtquelle 120' liefert einen vierten Lichtstrahl 122'. Das optische Modul 210 ist eingerichtet jeweils den ersten Lichtstrahl 112 und den zweiten Lichtstrahl 122, die vom dynamischen Schalter 130 reflektiert werden, zu der gewünschten Position D entlang verschiedener Lichtpfade zu leiten, und jeweils den dritten Lichtstrahl 112' und den vierten Lichtstrahl 122', die vom dynamischen Schalter 130 reflektiert werden, zu der gewünschten Position D entlang verschiedener Lichtpfade zu leiten. Außerdem ist der Lichtpfad P1 des ersten Lichtstrahls 112 von dem dynamischen Schalter 130 zur gewünschten Position D derselbe wie der Lichtpfad P1' des dritten Lichtstrahls 112' von dem dynamischen Schalter 130 zur gewünschten Position D, und der Lichtpfad P2 des zweiten Lichtstrahls 122 von dem dynamischen Schalter 130 zur gewünschten Position D ist derselbe wie der Lichtpfad P2' des vierten Lichtstrahls 122' von dem dynamischen Schalter 130 zur gewünschten Position D.
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In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische Modul 210 Reflektoren 222, 226, 212 und 216 sowie Prismen 224 und 214. Der Reflektor 212 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 112 und den dritten Lichtstrahl 112', welche von dem dynamischen Schalter 130 kommen, an das Prisma 214 zu reflektieren, das Prisma 214 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 112 und den dritten Lichtstrahl 112', welche vom Reflektor 212 kommen, an den Reflektor 216 abzulenken und die Lichtpfadlänge des ersten Lichtstrahls 112 und des dritten Lichtstrahls 112' anzupassen, und der Reflektor 216 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 112 und den dritten Lichtstrahl 112', welche von dem Prisma 214 kommen, zur gewünschten Position D zu reflektieren. Des Weiteren ist der Reflektor 222 eingerichtet den zweiten Lichtstrahl 122 und den vierten Lichtstrahl 122', welche von dem dynamischen Schalter 130 kommen, an das Prisma 224 zu reflektieren, das Prisma 224 ist eingerichtet den zweiten Lichtstrahl 122 und den vierten Lichtstrahl 122', welche von dem Reflektor 222 kommen, an den Reflektor 226 abzulenken und die Lichtpfadlänge des zweiten Lichtstrahls 122 und des vierten Lichtstrahls 122' anzupassen, und der Reflektor 226 ist eingerichtet den zweiten Lichtstrahl 122 und den vierten Lichtstrahl 122', welche von dem Prisma 224 kommen, zur gewünschten Position D zu reflektieren.
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Genauer gesagt kann das optische Gerät 100 in dieser Ausführungsform ein Projektor sein, und die gewünschte Position D ist eine Projektionsebene des Projektors. In dem ersten Zeitraum werden die erste Lichtquelle 110 und die vierte Lichtquelle 120' eingeschaltet und die zweite Lichtquelle 120 und die dritte Lichtquelle 110' werden ausgeschaltet. Unterdessen nehmen die Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 die ersten Neigungswinkel θ1 an. Somit liefert die erste Lichtquelle 110 den ersten Lichtstrahl 112 zu dem dynamischen Schalter 130 und wird nacheinander durch den Reflektor 212, das Prisma 214 und den Reflektor 216 zur gewünschten Position D geleitet. Die vierte Lichtquelle 120' liefert den vierten Lichtstrahl 122' zu dem dynamischen Schalter 130 und wird nacheinander durch den Reflektor 222, das Prisma 224 und den Reflektor 226 zur gewünschten Position D geleitet. In dem zweiten Zeitraum werden die zweite Lichtquelle 120 und die dritte Lichtquelle 110' eingeschaltet und die erste Lichtquelle 110 und die vierte Lichtquelle 120' werden ausgeschaltet. Unterdessen nehmen die Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 die zweiten Neigungswinkel θ2 an. Somit liefert die zweite Lichtquelle 120 den zweiten Lichtstrahl 122 zu dem dynamischen Schalter 130 und wird nacheinander durch den Reflektor 222, das Prisma 224 und den Reflektor 226 zur gewünschten Position D geleitet. Die dritte Lichtquelle 110' liefert den dritten Lichtstrahl 112' zu dem dynamischen Schalter 130 und wird nacheinander durch den Reflektor 212, das Prisma 214 und den Reflektor 216 zur gewünschten Position D geleitet.
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Mit dieser Konfiguration kann das optische Gerät 100 durch Umschalten der Neigungswinkel der Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 verschiedene Lichtstrahlen an dieselbe gewünschte Position D liefern. Anders gesagt können verschiedene Lichtquellen in einem einzigen Gerät integriert werden. Da der erste Lichtstrahl 112 und der zweite Lichtstrahl 122 entlang verschiedener Lichtpfade auf die gewünschte Position D auftreffen, und der dritte Lichtstrahl 112' und der vierte Lichtstrahl 122' entlang verschiedener Lichtpfade auf die gewünschte Position D auftreffen, kann das optische Gerät 100 außerdem breite Beleuchtungsrichtungen bieten, ohne viel Raum einzunehmen und andere Elemente hinzuzufügen. Somit kann die Gesamtgröße des optischen Systems reduziert werden, während mehrere Funktionen des optischen Systems angewendet werden können. Außerdem kann der dynamische Schalter 130 die Neigungswinkel seiner Spiegel 132 individuell steuern, um die Intensitäten oder die Muster des ersten Lichtstrahls 112, des zweiten Lichtstrahls 122, des dritten Lichtstrahls 112' und des vierten Lichtstrahls 122' anzupassen, wie oben erwähnt. Andere relevante strukturelle Details der siebten Ausführungsform entsprechen allesamt der ersten Ausführungsform, und somit wird auf eine Wiederholung der diesbezüglichen Beschreibung im Folgenden verzichtet.
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Obwohl es in 8 vier Lichtquellen gibt, ist die Anzahl der Lichtquellen diesbezüglich nicht eingeschränkt. Das optische Gerät kann in anderen Ausführungsformen zwei Lichtquellen (beispielsweise, die erste Lichtquelle 110 und die zweite Lichtquelle 120, oder die dritte Lichtquelle 110' und die zweite Lichtquelle 120') oder mehr als vier Lichtquellen umfassen. Grundsätzlich fällt eine Ausführungsform in den beanspruchten Schutzumfang der Erfindung, wenn mindestens zwei Lichtstrahlen aus verschiedenen Richtungen auf den dynamischen Schalter 130 auftreffen und zu derselben gewünschten Position D geleitet werden.
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9 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird Bezug genommen auf 1 und 9. In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische System ein optisches Gerät 100, welches die zuvor erwähnte erste Bildsensor-Vorrichtung 160, die zuvor erwähnte zweite Bildsensor-Vorrichtung 170, eine dritte Bildsensor-Vorrichtung 160', eine vierte Bildsensor-Vorrichtung 170', den zuvor erwähnten dynamischen Schalter 130 und das zuvor erwähnte optische Modul 210 umfasst. Das optische Modul 210 ist in dieser Ausführungsform eingerichtet jeweils ein erstes Bild 162 und ein zweites Bild 172 entlang verschiedener Lichtpfade von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten sowie auch jeweils ein drittes Bild 162' und ein viertes Bildes 172' entlang verschiedener Lichtpfade von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 zu leiten. Außerdem ist der Lichtpfad P3 des ersten Bildes 162 von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 derselbe wie der Lichtpfad P3' des dritten Bildes 162' von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130; der Lichtpfad P4 des zweiten Bildes 172 von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 ist derselbe wie der Lichtpfad P4' des vierten Bildes 172' von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130.
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In dieser Ausführungsform ist der Reflektor 216 eingerichtet das erste Bild 162 und das dritte Bild 162' der gewünschten Position D an das Prisma 214 zu reflektieren, das Prisma 214 ist eingerichtet das erste Bild 162 und das dritte Bild 162', welche vom Reflektor 216 kommen zum Reflektor 212 abzulenken, und die Lichtpfadlänge des ersten Bildes 162 und des dritten Bildes 162' anzupassen, und der Reflektor 212 ist eingerichtet das erste Bild 162 und das dritte Bild 162', welche von dem Prisma 214kommen zu dem dynamischen Schalter 130 zu reflektieren. Des Weiteren ist der Reflektor 226 eingerichtet das zweite Bild 172 und das vierte Bild 172' der gewünschten Position D zu dem Prisma 224 zu reflektieren, das Prisma 224 ist eingerichtet das zweite Bild 172 und das vierte Bild 172', welche vom Reflektor 226 kommen zu dem Reflektor 222 abzulenken, und die Lichtpfadlänge des zweiten Bildes 172 und des vierten Bildes 172' anzupassen, und der Reflektor 222 ist eingerichtet das zweite Bild 172 und das vierte Bild 172', welche von dem Prisma 224 kommen zu dem dynamischen Schalter 130 zu reflektieren.
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Genauer gesagt kann das optische Gerät 100 in dieser Ausführungsform eine Kamera sein, und die gewünschte Position D ist eine Objektebene der Kamera. In einem ersten Zeitraum wird die erste Bildsensor-Vorrichtung 160 und die vierte Bildsensor-Vorrichtung 170' eingeschaltet und die zweite Bildsensor-Vorrichtung 170 und die dritte Bildsensor-Vorrichtung 160' wird ausgeschaltet. Unterdessen nehmen die Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 die ersten Neigungswinkel θ1 an. Somit wird das erste Bild 162 nacheinander durch den Reflektor 216, das Prisma 214 und den Reflektor 212 zu dem dynamischen Schalter 130 geleitet, und dann reflektiert der dynamische Schalter 130 das erste Bild 162 zur ersten Bildsensor-Vorrichtung 160. Das vierte Bild 172' wird nacheinander durch den Reflektor 226, das Prisma 224 und den Reflektor 222 zu dem dynamischen Schalter 130 geleitet, und dann reflektiert der dynamische Schalter 130 das vierte Bild 172' zur vierten Bildsensor-Vorrichtung 170'. In dem zweiten Zeitraum werden die zweite Bildsensor-Vorrichtung 170 und die dritte Bildsensor-Vorrichtung 160' eingeschaltet, während die erste Bildsensor-Vorrichtung 160 und die vierte Bildsensor-Vorrichtung 170' ausgeschaltet werden. Unterdessen nehmen die Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 die zweiten Neigungswinkel θ2 an. Somit wird das zweite Bild 172 nacheinander durch den Reflektor 226, das Prisma 224 und den Reflektor 222 zu dem dynamischen Schalter 130 geleitet, und dann reflektiert der dynamische Schalter 130 das zweite Bild 172 zur zweiten Bildsensor-Vorrichtung 170. Das dritte Bild 162' wird nacheinander durch den Reflektor 216, das Prisma 214 und den Reflektor 212 zu dem dynamischen Schalter 130 geleitet, und dann reflektiert der dynamische Schalter 130 das dritte Bild 162' zur dritten Bildsensor-Vorrichtung 160'.
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Mit dieser Konfiguration kann das optische Gerät 100 aus 9 durch Umschalten der Neigungswinkel der Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 in verschiedenen Zeiträumen verschiedene Bilder erkennen. Anders gesagt können verschiedene Bildsensor-Vorrichtungen in einem einzigen Gerät integriert werden. Da die erste Bildsensor-Vorrichtung 160 und die zweite Bildsensor-Vorrichtung 170 jeweils das erste Bild 162 und das zweite Bild 172 der gewünschten Position D aus verschiedenen Richtungen erkennen, und die dritte Bildsensor-Vorrichtung 160' und die vierte Bildsensor-Vorrichtung 170' jeweils das dritte Bild 162' und das vierte Bild 172' der gewünschten Position D aus verschiedenen Richtungen erkennen, kann das optische Gerät 100 das Bild außerdem aus mehreren Richtungen erkennen, ohne dass bei ihm weitere Elemente hinzugefügt werden müssen oder dass es viel Raum benötigt. Somit kann die Gesamtgröße des optischen Systems reduziert werden, während mehrere Funktionen des optischen Systems angewendet werden können. Andere relevante strukturelle Details der elften Ausführungsform entsprechen allesamt der zehnten Ausführungsform, und somit wird auf eine Wiederholung der diesbezüglichen Beschreibung im Folgenden verzichtet.
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Obwohl es in 9 vier Bildsensor-Vorrichtungen gibt, ist die Anzahl der Bildsensor-Vorrichtungen diesbezüglich nicht beschränkt. Das optische Gerät kann in anderen Ausführungsformen zwei Bildsensor-Vorrichtungen (beispielsweise die ersten Bildsensor-Vorrichtungen 160 und die zweiten Bildsensor-Vorrichtungen 170, oder die dritten Bildsensor-Vorrichtungen 160' und die vierten Bildsensor-Vorrichtungen 170') oder mehr als vier Bildsensor-Vorrichtungen umfassen. Grundsätzlich fällt eine Ausführungsform in den beanspruchten Schutzumfang der Erfindung, wenn sich mindestens zwei Bilder derselben gewünschten Position aus verschiedenen Richtungen zu dem dynamischen Schalter 130 hin ausbreiten und zu verschiedenen Bildsensor-Vorrichtungen geleitet werden.
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10 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Systems gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird auf die 1 und 10 verweisen. In dieser Ausführungsform beinhaltet das optische System ein optisches Gerät 100, welches die zuvor erwähnte erste Lichtquelle 180, die zuvor erwähnte erste Bildsensor-Vorrichtung 190, eine zweite Lichtquelle 180', eine zweite Bildsensor-Vorrichtung 190', den zuvor erwähnten dynamischen Schalter 130 und das zuvor erwähnte optische Modul 210 umfasst. Die erste Lichtquelle 180 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 182 bereitzustellen, und die zweite Lichtquelle 180' ist eingerichtet den zweiten Lichtstrahl 182' bereitzustellen. Das optische Modul 210 ist in dieser Ausführungsform eingerichtet jeweils den ersten Lichtstrahl 182 , welcher vom dynamischen Schalter 130 reflektiert wird, zur gewünschten Position D zu leiten und das erste Bild 192 von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 entlang verschiedener Lichtpfade zu leiten, ferner jeweils den zweiten Lichtstrahl 182', welcher vom dynamischen Schalter 130 reflektiert wird, zur gewünschten Position D und das zweite Bild 192' von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 entlang verschiedener Lichtpfade zu leiten. Außerdem ist der Lichtpfad P5 des ersten Lichtstrahls 182 von dem dynamischen Schalter 130 zu der gewünschten Position D derselbe wie der Lichtpfad P5' des zweiten Lichtstrahls 182' von dem dynamischen Schalter 130 zu der gewünschten Position D; der Lichtpfad P6 des ersten Bildes 192 von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130 ist derselbe wie der Lichtpfad P6' des zweiten Bildes 192' von der gewünschten Position D zu dem dynamischen Schalter 130.
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In dieser Ausführungsform ist der Reflektor 212 eingerichtet den ersten Lichtstrahl 182 und den zweiten Lichtstrahl 182', welche von dem dynamischen Schalter 130 kommen zu dem Prisma 214 zu reflektieren, das Prisma 214 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 182 und den zweiten Lichtstrahl 182', welche von dem Reflektor 212 kommen zu dem Reflektor 216 abzulenken, und die Lichtpfadlänge des ersten Lichtstrahls 182 und des zweiten Lichtstrahls 182' anzupassen, und der Reflektor 216 ist eingerichtet den ersten Lichtstrahl 182 und den zweiten Lichtstrahl 182', welche von dem Prisma 214 kommen, zur gewünschten Position D zu reflektieren. Des Weiteren ist der Reflektor 226 eingerichtet das erste Bild 192 und das zweite Bild 192' der gewünschten Position D zu dem Prisma 224 zu reflektieren, das Prisma 224 ist eingerichtet das erste Bild 192 und das zweite Bild 192', welche von dem Reflektor 226 kommen zu dem Reflektor 222 abzulenken und die Lichtpfadlänge des ersten Bildes 192 und des zweiten Bildes 192' anzupassen, und der Reflektor 222 ist eingerichtet das erste Bild 192 und das zweite Bild 192', welche von dem Prisma 224 kommen zu dem dynamischen Schalter 130 zu reflektieren.
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Genauer gesagt kann es sich bei dem optischen Gerät 100 in dieser Ausführungsform um eine Projektor/Kamera-Anordnung handeln, und die gewünschte Position D ist sowohl eine Projektionsebene des Projektors als auch eine Objektebene der Kamera. In dem ersten Zeitraum werden die erste Lichtquelle 180 und die zweite Bildsensor-Vorrichtung 190' eingeschaltet und die erste Bildsensor-Vorrichtung 190 und die zweite Lichtquelle 180' werden ausgeschaltet. Unterdessen befinden sich die Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 in den ersten Neigungswinkeln θ1. Somit liefert die erste Lichtquelle 180 den ersten Lichtstrahl 182 zu dem dynamischen Schalter 130 und wird nacheinander durch den Reflektor 212, das Prisma 214 und den Reflektor 216 zu der gewünschten Position D geleitet. Das zweite Bild 192' wird nacheinander durch den Reflektor 226, das Prisma 224 und den Reflektor 222 zu dem dynamischen Schalter 130 geleitet, und dann reflektiert der dynamische Schalter 130 das zweite Bild 192' zu der zweiten Bildsensor-Vorrichtung 190'. In dem zweiten Zeitraum werden die erste Bildsensor-Vorrichtung 190 und die erste Lichtquelle 180' eingeschaltet und die erste Lichtquelle 180 und die zweite Bildsensor-Vorrichtung 190' werden ausgeschaltet. Unterdessen nehmen die Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 die zweiten Neigungswinkel θ2 an. Somit liefert die zweite Lichtquelle 180' den zweiten Lichtstrahl 182' zu dem dynamischen Schalter 130 und wird nacheinander durch den Reflektor 212, das Prisma 214 und den Reflektor 216 zur gewünschten Position D geleitet. Das erste Bild 192 wird nacheinander durch den Reflektor 226, das Prisma 224 und den Reflektor 222 zu dem dynamischen Schalter 130 geleitet, und dann reflektiert der dynamische Schalter 130 das erste Bild 192 zu der ersten Bildsensor-Vorrichtung 190.
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Mit dieser Konfiguration kann das optische Gerät 100 aus 13 durch Umschalten der Neigungswinkel der Spiegel 132 des dynamischen Schalters 130 eine Projektionsfunktion und eine Bildsensor-Funktion bereitstellen. Anders gesagt können Projektionen und Kameras in einem einzigen Gerät integriert werden, ohne weitere Elemente hinzufügen zu müssen oder viel Raum zu benötigen. Somit kann die Gesamtgröße des optischen Systems reduziert werden, während mehrere Funktionen des optischen Systems angewendet werden können. Außerdem kann der dynamische Schalter 130 die Neigungswinkel seiner Spiegel 132 individuell steuern, um die Intensität oder das Muster des ersten Lichtstrahls 182 und des zweiten Lichtstrahls 182' anzupassen, wobei die Anpassungsdetails dieselben sind, wie sie oben erwähnt werden. Andere relevante strukturelle Details der neunten Ausführungsform entsprechen allesamt der siebten Ausführungsform, und somit wird auf eine Wiederholung der diesbezüglichen Beschreibung im Folgenden verzichtet.
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Obwohl es in 10 zwei Lichtquellen und zwei Bildsensor-Vorrichtungen gibt, ist die Anzahl der Lichtquellen und der Bildsensor-Vorrichtungen diesbezüglich nicht eingeschränkt. Das optische Gerät kann in anderen Ausführungsformen eine einzige Lichtquelle und eine einzige Bildsensor-Vorrichtung (beispielsweise, die erste Lichtquelle 180 und die erste Bildsensor-Vorrichtung 190, oder die zweite Lichtquelle 180' und die zweite Bildsensor-Vorrichtungen 190') oder mehr als zwei Lichtquellen und Bildsensor-Vorrichtungen umfassen. Grundsätzlich fällt eine Ausführungsform in den beanspruchten Schutzumfang der Erfindung, wenn der dynamische Schalter 130 ein Bild von einer gewünschten Position an eine Bildsensor-Vorrichtung leitet und einen Lichtstrahl von einer Lichtquelle zur gewünschten Position entlang verschiedener Richtungen leitet.
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Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf bestimmte ihrer Ausführungsformen beschreiben wurde, sind andere Ausführungsformen möglich. Daher sollte der Erfindungsgedanke und der Schutzumfang der angehängten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hier enthaltenen Ausführungsformen beschränkt werden.
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Eine auf diesem Gebiet fachkundige Person wird sich darüber im Klaren sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass es dabei zu einer Abweichung von ihrem Schutzumfang oder ihres Erfindungsgedankens kommt. In Anbetracht des zuvor Gesagten ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung Modifikationen und Variationen abdeckt, sofern diese in den Schutzumfang der folgenden Patentansprüche fallen.
