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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der das optische Abbilden
unter Verwendung von zweiachsigen retroreflektierenden Elementen,
einschließlich
sowohl Artikel als auch Verfahren zur Abbildung unter Verwendung
der Artikel.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Optisches
Abbilden ist für
eine Vielzahl von Anwendungszwecken nützlich, um einen gewünschten
optischen Effekt zu erzielen. Die Abbildung kann ein Bild hervorbringen,
das genauso groß ist
wie das Objekt, oder das Bild kann im Verhältnis zu dem abgebildeten Objekt
vergrößert oder
verkleinert werden. Des Weiteren kann das Bild um eine vertikale Achse
relativ zum Objekt umgekehrt oder gedreht werden, und/oder das Bild
kann um eine horizontale Achse relativ zum Objekt umgelegt oder
gedreht werden. Des Weiteren kann das Bild scharf wiedergegeben
werden, oder es kann im Vergleich zum Objekt ein wenig unscharf
erscheinen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann das optische Abbilden beinhalten, dass ein
Bild an. einem anderen Ort erzeugt wird als an dem, wo sich das
abgebildete Objekt befindet. Ein Beispiel dieser Art des Abbildens
ist die Verwendung eines Bildwerfers zum Erzeugen eines Bildes auf
einem Schirm oder einer Wand auf der Grundlage eines Objekts, das
sich auf einer Plattform des Bildwerfers befindet. Diese Art des
Abbildens erreicht man in der Regel unter Verwendung von Linsen
und anderen optischen Komponenten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt erfolgt das optische Abbilden als Retroreflexion,
wobei ein Bild eines Objekts am selben Ort erzeugt wird, an dem sich
das Objekt befindet. Zur Retroreflexion kommt es, wenn auftreffende
Lichtstrahlen von einem Artikel entlang eines Weges reflektiert
werden, der einen Winkel von 180 Grad zu dem Weg bildet, den das Licht
nahm, als es auf den Artikel strahlte. Je nach der Art des Artikels
kann der reflektierte Weg des Lichts ein wenig von dem Einfallsweg
des Lichts verschoben oder versetzt sein. weil das Licht im Wesentlichen
auf demselben Weg zurückgeworfen
wird, auf dem es sich zu dem Abbildungsartikel hin bewegte, kann
das Bild entlang desselben Weges betrachtet werden. Retroreflexion
erreicht man in der Regel unter Verwendung von retroreflektierenden
Komponenten wie beispielsweise Tripelspiegel (z. B. US-Patent Nr. 5,272,562
an Coderre und US-Patent Nr. 5,450,235 an Smith und Mitarbeiter),
Perlrückstrahler (z.
B. US-Patent Nr. 4,025,159 an McGrath; US-Patent Nr. 4,983,436 an
Bailey und Mitarbeiter; und US-Patent Nr. 5,066,098 an Kult und
Mitarbeiter), usw.
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Bei
beiden der oben genannten Aspekte des Abbildens erhöht die Notwendigkeit
optischer Komponenten wie beispielsweise Linsen, Tripelspiegelartikel,
Perlrückstrahler
usw. die Kosten und/oder Komplexität der Abbildungsartikel.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt Artikel zur optischen Abbildung bereit,
die zweiachsige retroreflektierende Elemente zum Abbilden von Objekten enthalten.
Die Erfindung stellt des Weiteren Verfahren zur Abbildung unter
Verwendung der Artikel bereit, die zweiachsige retroreflektierende
Elemente beinhalten. Die Abbildung kann durch Reflexion oder Durchlässigkeit
bewerkstelligt werden.
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Unabhängig von
der Art des Abbildens besteht ein Vorteil, der allen Artikeln und
Verfahren der Erfindung gemein ist, in den relativ simplen Strukturen,
die zur Herstellung der Artikel zur optischen Abbildung benötigt werden.
Im Gegensatz zu den komplizierten maschinellen und sonstigen Herstellung- oder
Repli zierungstechniken, die für
Tripelspiegelstrukturen verwendet werden, oder der Technologie, die
mit der Herstellung und dem Bonden von retroreflektierenden Perlen
und/oder Linsen verbunden ist, basieren die Strukturen der vorliegenden
Erfindung auf Artikeln, die relativ simple zweiachsige retroreflektierende
Elemente und planare Flächen
zum optischen Abbilden enthalten. Ein Vorteil der Artikel ist, dass
sie ein Abbilden ohne Farbprobleme ermöglichen.
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Wenn
retroreflektierendes Abbilden mittels der Artikel und/oder Verfahren
der vorliegenden Erfindung erfolgt, können eine Reihe von Vorteilen
realisiert werden, einschließlich
der Fähigkeit
einer stabilen oder modulierenden Retroreflexion in Reaktion auf
eine stabile Quelle auftreffenden Lichts, die Fähigkeit zur unabhängigen Steuerung
der Verteilung des retroreflektierten Lichts in zwei verschiedenen Ebenen
und die Fähigkeit
zur Verbesserung der effektiven Apertur des Artikels (was die Helligkeit
beeinflusst). Ein weiterer Vorteil der retroreflektierenden Abbildungsartikel
und -verfahren der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit
zur Vergrößerung der
beschränkten
Einfallswinkel, die man bei anderen retroreflektierenden Systemen,
z. B. Tripelspiegeln und Perlen, findet.
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Einige
der Artikel und Verfahren zur optischen Abbildung basieren auf 90-Grad-Prismen
als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente und können alternativ
ein Abbilden über
Rückdurchlässigkeit
ermöglichen.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist "Rückdurchlässigkeit" das optische Phänomen, bei
dem Licht auf einer Seite eines Artikels zur optischen Abbildung
in einem Eintrittswinkel relativ zu einer normalen Achse eintritt
und auf der gegenüberliegenden
Seite des Artikels in einem Austrittswinkel (relativ zu der gleichen
normalen Achse) austritt, der die gleiche Größenordnung, aber das umgekehrte
Vorzeichen im Verhältnis
zum Eintrittswinkel des Lichts hat. Dadurch erzeugt ein rückdurchlässiger Artikel
zur optischen Abbildung ein Bild auf der dem abgebildeten Objekt
gegenüberliegenden
Seite des Artikels, wobei das Bild vor dem rückdurchlässigen Artikel um den gleichen
Abstand versetzt erscheint, um den sich das abgebildete Objekt hinter
dem Artikel befindet. Rückdurchlässigkeit
kann entweder beschränkt
oder unbeschränkt
sein, wie weiter unten noch näher
beschrieben wird.
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Zu
den Vorteilen der Rückdurchlässigkeit
gehört
die Fähigkeit,
ein Bild zu erzeugen, das von dem Objekt und den zweiachsigen retroreflektierenden Elementen
versetzt ist, die Fähigkeit
zum Bereitstellen eines optischen Ausrichtungssystems bei Verwendung
von beschränkter
Rückdurchlässigkeit,
die Fähigkeit
zur farbproblemfreien Abbildung und die Fähigkeit zum Induzieren einer
negativen Trapezbildung, um unerwünschte Trapezbildung von anderen Quellen,
z. B. mit Bildwerfern, zu kompensieren.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung meint der Begriff "90-Grad-Prismen" prismatische Elemente,
die zwei planare Facetten enthalten, die im rechten Winkel zueinander
ausgerichtet sind. Die Facetten reflektieren wesentliche Teile einfallenden
Lichts durch innere Totalreflexion und/oder unter Verwendung von
reflektierenden Materialien.
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Diese
und weitere Merkmale und Vorteile der Artikel zur optischen Abbildung
und der Verfahren zu ihrer Verwendung werden im Folgenden beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines retroreflektierenden Abbildungssystems,
das 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente
enthält.
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2A ist
eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 1 entlang der
Linie 2A-2A.
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2AA ist eine Querschnittsansicht einer alternativen
strukturierten Fläche,
die sich in Verbindung mit dem System eignet.
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2B ist
eine Querschnittsansicht einer weiteren strukturierten Fläche des
Systems von 1 entlang der Linie 2B-2B.
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2C ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines alternativen zweiachsigen retroreflektierenden Elements.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines weiteren retroreflektierenden
Abbildungssystems, das 90-Grad-Prismen
als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente enthält.
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4A ist
eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems aus 3 senkrecht
zur Ebene I.
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4B ist
eine Querschnittsansicht einer weiteren strukturierten Fläche des
Systems aus 3 senkrecht zur Ebene II.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines retroreflektierenden Abbildungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5A ist
ein Schaubild des retroreflektierenden Abbildungssystems von 5 mit
veranschaulichenden Strahlen, die auf die Ebene 5A in 5 projiziert
sind.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines auf zwei Wegen retroreflektierenden
Abbildungssystems, das strukturierte Flächen mit 90-Grad-Prismen als
die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente enthält.
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7 ist
ein Seitenaufriss des Systems von 6.
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8A ist
eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 6 entlang der
Linie 8A-8A.
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8B ist
eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 6 entlang der
Linie 8B-8B.
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8C ist
eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 6 entlang der
Linie 8C-8C.
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9 ist
ein Seitenaufriss eines weiteren retroreflektierenden Abbildungsartikels,
der 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente
enthält.
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9A ist
eine teilweise Ansicht eines alternativen retroreflektierenden Abbildungsartikels.
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9B ist
eine teilweise Ansicht eines alternativen retroreflektierenden Abbildungsartikels.
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9C ist
eine teilweise Ansicht eines alternativen retroreflektierenden Abbildungsartikels.
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10 ist
eine Unteransicht des retroreflektierenden Abbildungsartikels von 9.
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11 ist
eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Artikels von 9 entlang der
Linie 11-11.
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12 veranschaulicht
spiegelnde Reflexion, Retroreflexion, Durchlässigkeit und Rückdurchlässigkeit.
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13 veranschaulicht
die Rückdurchlässigkeit
eines Bildes.
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14 veranschaulicht
einen rückdurchlässigen Artikel
und zwei zueinander im rechten Winkel stehende Ebenen, die den Artikel
schneiden.
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15 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels
von 14 senkrecht zur Ebene I.
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16 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels
von 14 senkrecht zur Ebene II.
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17 veranschaulicht
einen rückdurchlässigen Artikel
und zwei zueinander im rechten Winkel stehende Ebenen, die den Artikel
schneiden.
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18 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels
von 17 senkrecht zur Ebene I.
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19 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels
von 17 senkrecht zur Ebene II.
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20 ist
eine perspektivische Ansicht eines rückdurchlässigen Artikels, der zur beschränkten Rückdurchlässigkeit
befähigt
ist, und der Bezugsebenen I und II.
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21 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels
von 20 senkrecht zur Ebene I.
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22 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels
von 20 senkrecht zur Ebene II.
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23 ist
eine perspektivische Ansicht eines rückdurchlässigen Artikel, der zur unbeschränkten Rückdurchlässigkeit
befähigt
ist, und der Bezugsebenen I und II.
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24 ist
eine Draufsicht auf eine Seite eines rückdurchlässigen Artikels.
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25 ist
eine perspektivische Ansicht eines Systems zum versetzten Abbilden.
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26 ist
eine perspektivische Ansicht eines weiteren Systems zum versetzten
Abbilden.
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26A ist eine Ansicht des Systems von 26 entlang
dem Pfeil 513' in 26.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt Abbildungsartikel und -verfahren unter
Verwendung von zweiachsigen retroreflektierenden Elementen wie beispielsweise
90-Grad-Prismen
und linearen linsenförmigen
Elementen bereit, wobei das Abbilden entweder dem abgebildeten Objekt überlagert
wird oder von dem abgebildeten Objekt versetzt erfolgt. Wenn das
Abbilden dem abgebildeten Objekt überlagert wird, so erfolgt
dies durch Retroreflexion. Wenn das Abbilden von dem abgebildeten
Objekt versetzt erfolgt, so kann dies durch Rückdurchlässigkeit bewerkstelligt werden.
Die Strukturen der Artikel zur optischen Abbildung und die Verfahren
zum überlagerten
wie auch zum versetzten Abbilden unter Verwendung von zweiachsigen
retroreflektierenden Elementen werden im Folgenden beschrieben.
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Retroreflexion
lässt sich
in zwei Kategorien unterteilen, und zwar in räumliche oder dreiachsige Retro reflexion
und in doppelachsige oder zweiachsige Retroreflexion. Der häufigste
Gebrauch des Begriffes "Retroreflexion" bezieht sich auf
die dreiachsige Retroreflexion. Dreiachsige Retroreflexion kann durch
eine Anzahl von verschiedenen optischen Strukturen erzeugt werden.
Zwei gängige
dreiachsige retroreflektierende Strukturen werden gemeinhin als
Tripelspiegelelemente und Perlrückstrahler
bezeichnet. Die Eigenschaften solcher Retroreflektoren sind eingehend
studiert und berichtet worden und werden hier nicht näher besprochen.
Um nur kurz darauf einzugehen, strahlen dreiachsige Retroreflektoren
wenigstens einen Teil des einfallenden Lichts innerhalb eines Rückstrahlungs-"Kegels" zurück,
der um die optische Achse der Retroreflektoren herum angeordnet
ist. Die Abmessungen und die Gestalt des Rückstrahlungskegels kann variieren,
und die optische Achse kann in der einen oder in der anderen Richtung
durch Verändern
der retroreflektierenden Strukturen geneigt werden, wobei dem Fachmann derartige
Variationen bekannt sind. Zumindest jedoch strahlen dreiachsige
Retroreflektoren wenigstens einen Teil des einfallenden Lichts von
einer Quelle zurück,
die sich in einer beliebigen Kombination dreier Richtungen relativ
zur optischen Achse der Retroreflektoren bewegen kann.
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Doppelachsige
oder zweiachsige Retroreflexion ist ein weiteres nützliches
Phänomen,
das bei der vorliegenden Erfindung ausgenutzt wird, um ein Abbilden,
wie weiter unten besprochen, zu bewerkstelligen. Doppelachsige Retroreflexion
erreicht man durch 90-Grad-Prismen oder lineare linsenförmige Elemente
und Reflektoren, wie weiter unten besprochen, obgleich es sich versteht,
dass jede beliebige Struktur, die zu dem gewünschten doppelachsigen Retroreflexionsvermögen führt, anstelle
der offenbarten Strukturen und Objekte verwendet werden könnte.
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Zweiachsige
Retroreflexion wird eingehend in der gemeinsam abgetretenen, gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/883,870, eingereicht
am 27. Juni 1997, veröffentlicht
als WO-A-99/00682,
mit dem Titel DUAL AXIS RETROREFLECTIVE ARTICLES, beschrieben. Um es
kurz zu sagen, definieren zweiachsige Retroreflektoren eine Retroreflexionsebene,
die im rechten Winkel zu einer Länge
des besonderen zweiachsigen retroreflektierenden Elements verläuft, z.
B. die Facetten in einem 90-Grad-Prisma oder die Länge eines
linearen linsenförmigen
Elements und seines entsprechenden Reflektors. Infolge dessen verläuft bei
einem 90-Grad-Prisma die Retroreflexionsebene ebenfalls im rechten
Winkel zu einer Schnittlinie, die durch das Facettenpaar, welches
das Prisma bildet, gebildet wird (unter der Maßgabe, dass die Schnittlinie
imaginär
sein kann, wenn die Facetten sich nicht physisch schneiden). Infolge
dessen strahlt das Prisma eine wesentliche Menge des Lichts zurück, das entlang
jener Retroreflexionsebene auf seine Facetten trifft, und das retroreflektierte
Licht verläuft
ebenfalls entlang der Retroreflexionsebene. Zumindest strahlen doppelachsige
Retroreflektoren wenigstens einen Teil des einfallenden Lichts von
einer Quelle zurück,
die sich innerhalb der Retroreflexionsebene in jeder beliebigen
Kombination zweier Richtungen relativ zur Retroreflexionsebene bewegen
kann. Licht, das sich auf die zweiachsigen retroreflektierenden
Elemente von außerhalb
ihrer Retroreflexionsebenen zubewegt, wird in der Regel nicht retroreflektiert.
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Weil
das Abbilden in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung unter
Verwendung von Reflexion erfolgt, ist zu beachten, dass die Reflexion
entweder eine Erstflächenreflexion
oder eine Zweitflächenreflexion
sein kann. Zur Erstflächenreflexion
kommt es, wenn das einfallende Licht von der ersten Fläche reflektiert
wird, auf die es auftrifft. Zur Zweitflächenreflexion kommt es, wenn
das Licht von der zweiten (oder dritten, vierten usw.) Fläche reflektiert
wird, auf die es auftrifft, nachdem es einen Artikel passiert hat. Bei
der Erstflächenreflexion
befindet sich der Körper des
reflektierenden Artikels auf der gegenüberliegenden Seite der reflektierende
Fläche
relativ zur Seite der Fläche,
von der das Licht herankommt, während bei
der Zweitflächenreflexion
das einfallende Licht in den Artikel hineinstrahlt, den Körper des
Artikels passiert und die zweite Fläche auftrifft, wo es reflektiert wird.
Die Reflexionen an der zweiten Fläche können durch die Verwendung von
reflektierenden Materialien, durch innere Totalreflexion oder durch
eine Kombination davon erreicht werden. Erstflächenreflexion, Zweitflächenreflexion
oder Kombinationen aus Erst- und Zweitflächenreflexion können in
Verbindung mit den Artikels zur optischen Abbildung der vorliegenden
Erfindung verwendet werden.
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Obgleich
alle Prismen in den Artikeln zur optischen Abbildung, die in den
Figuren veranschaulicht sind, spitze Scheitel am Schnittpunkt der
Facetten, die die Prismen bilden, aufweisen, können die Artikel zur optischen
Abbildung auch mit Stumpfprismen versehen sein, d. h. Prismen, bei
denen der Scheitel gerundet ist oder eine andere Gestalt hat als den
scharf ausgebildeten Scheitel mit einem 90-Grad-Winkel, die im Folgenden
besprochen werden.
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Überlagertes
Abbilden mittels Retroreflexion
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1, 2A, 2AA, 2B, 3, 4A und 4B veranschaulichen
die Prinzipien der Erfindung, und es versteht sich, dass sie nicht
unbedingt brauchbare Artikel veranschaulichen. Ein solcher Artikel
ist in den 5 und 5A veranschaulicht.
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung der Verwendung von zweiachsigen
retroreflektierenden Elementen (90-Grad-Prismen sind veranschaulicht)
zum Erreichen einer überlagerten
Abbildung mittels Retroreflexion in einem retroreflektierenden Abbildungssystem 10,
das eine Seite 20 und eine gegenüberliegende Seite 30 enthält. Beide
Seiten 20 und 30 sind strukturiert und enthalten 90-Grad-Prismen,
damit wenigstens ein Teil des Lichts, das auf beide Seiten auftrifft,
retroreflektiert wird. Die Seite 20 wird durch die Achse 12 in
einem rechten Winkel geschnitten, und die gegenüberliegende Seite 30 wird
ebenfalls durch die Achse 12 in einem rechten Winkel geschnitten.
Infolge dessen wird die Achse 12 als die normale Achse
für beide Seiten 20 und 30 bezeichnet.
Des Weiteren verlaufen die Seiten 20/30 allgemein
parallel zueinander. In Verbindung mit der obigen Besprechung ist
zu beachten, dass, obgleich beide Seiten 20/30 strukturierte
Flächen
sind, sie eine Ebene definieren, wie sie allgemein in 1 veranschaulicht
ist, wobei die verschiedenen Strukturen geringfügig von der Ebene abweichen.
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2A ist
eine vergrößerte teilweise
Querschnittsansicht der Seite 20 entlang der Linie 2A-2A in 1 und
veranschaulicht die Struktur der Seite 20 in größerem Detail.
Diese Struktur enthält
mehrere Prismen 22, wobei Paare benachbarter Prismen 22 durch
eine planare Spiegelfläche 26 getrennt
sind. Jedes der Prismen 22 wird durch zwei Facetten 24a und 24b gebildet
(zusammen als Facetten 24 bezeichnet). Die Facetten 24 sind
vorzugsweise planar und schneiden sich vorzugsweise auch entlang
eines linearen Scheitels 23, so dass ein 90-Grad-Winkel entsteht.
Oder anders ausgedrückt:
Die Facetten 24 sind rechtwinklig zueinander ausgerichtet.
Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die linearen Scheitel 23 allgemein
auf die erste Achse 14 ausgerichtet sind (siehe 1).
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Die
in 2A veranschaulichten Prismen 22 werden
als "normale Prismen" bezeichnet, um anzuzeigen,
dass die Facetten 24 der Prismen 22 45-Grad-Winkel
zur normalen Achse 12 bilden. Eine weitere Eigenschaft
normaler Prismen, wie sie hier verwendet werden, ist, dass die Breite
der Seiten 24a und 24b jedes Prismas 22 gleich
ist (d. h. in der Ansicht von 2A bilden
die Prismen 22 gleichschenklige Dreiecke). Wie in 2A zu
sehen, ist in einem normalen Prisma der Abstand von A nach B gleich
dem Abstand von B nach C.
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Es
ist ebenfalls bevorzugt, dass die Breite der Spiegelflächen 26 ebenfalls
gleich der Breite der Basis der benachbarten Prismen 22 ist.
Wie in 2A zu sehen, ist der Abstand
von C nach D gleich dem Abstand zwischen A und C sowie dem Abstand
zwischen D und E. Die Spiegelflächen 26 haben
vorzugsweise eine konstante Breite und erstrecken sich gemeinsam
entlang der ersten Achse 14 mit den Prismen 22.
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Die
Prismen 22 in 2A sind in Gruppen von jeweils
einem angeordnet, d. h. jedes Paar Prismen 22 ist durch
eine der Spiegelflächen 26 getrennt. 2AA veranschaulicht einen alternativen Aufbau, wobei
zwei oder mehr Prismen 22' unmittel
nebeneinander angeordnet sind, wobei die Gruppen von Prismen 22' durch eine
Spiegelfläche 26' getrennt sind. Es
ist bevorzugt, dass die Breite jeder Gruppe von Prismen 22' gleich der
Breite der benachbarten Spiegelflächen 26' ist. Obgleich die veranschaulichte
Seite 20' Gruppen
von zwei Prismen 22' enthält, versteht es
sich des Weiteren, dass auch mehr als zwei Prismen 22' zusammengruppiert
werden könnten,
vorausgesetzt, dass die dazwischenliegenden Spiegelflächen 26' auf die gleiche
Breite verbreitert werden wie die Breite jeder benachbarten Gruppe
von Prismen.
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2B ist
eine vergrößerte teilweise
Querschnittsansicht der gegenüberliegenden
Seite 30 entlang der Linie 2B-2B in 1 und veranschaulicht die
Struktur der Seite 30 in größerem Detail. Diese Struktur
enthält
mehrere Prismen 32, wobei jedes der Prismen 32 durch zwei
Facetten 34a und 34b gebildet wird (zusammen als
Facetten 34 bezeichnet). Die Facetten 34 sind
vorzugsweise planar und schneiden sich ebenfalls vorzugsweise entlang
eines linearen Scheitels 33, so dass ein 90-Grad-Winkel entsteht. Oder
anders ausgedrückt:
Die Facetten 34 sind rechtwinklig zueinander ausgerichtet.
Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die linearen Scheitel 33 allgemein
auf die zweite Achse 16 ausgerichtet sind (siehe 1).
Die in 2B veranschaulichten Prismen 32 sind
normale Prismen, wie oben definiert.
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Es
ist bevorzugt, aber nicht erforderlich, dass die erste Achse 14 orthogonal
oder im rechten Winkel zur zweite Achse 16 ausgerichtet
ist. Infolge dessen sind die Prismen 22 und die Spiegelflächen 26 auf der
ersten Seite 20 des retroreflektierenden Systems 10 ebenfalls
vorzugsweise im rechten Winkel zu den Prismen 34 auf der
zweite Fläche 30 ausgerichtet. Diese Überkreuzbeziehung
ermöglicht
eine Retroreflexion, wie weiter unten noch besprochen wird.
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Obgleich
90-Grad-Prismen in Verbindung mit dem retroreflektierenden System 10 (und
weiteren, die unten besprochen werden) veranschaulicht sind, versteht
es sich des Weiteren, dass die zweiachsigen retroreflektierenden
Elemente alternativ als lineare linsenförmige Elemente 22'' ausgebildet sein können, die
sich zwischen den Spiegelflächen 26'' befinden, wie in 2C veranschaulicht.
Es ist in der Regel wünschenswert,
ein reflektierendes Elements 23'' in
einem Abstand hinter dem linearen linsenförmigen Element 22'' anzuordnen, um darauf auftreffendes Licht
zu reflektieren. Das lineare linsenförmige Element 22'' bricht Licht in Richtung des reflektierenden Elements 23'', welches das Licht zurück zum linearen linsenförmigen Element 22'' reflektiert, um eine zweiachsige
Retroreflexion zu erzeugen, wie es die im vorliegenden Text beschriebenen
90-Grad-Prismastrukturen tun.
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Nachdem
die Struktur eines retroreflektierenden Abbildungssystems der vorliegenden
Erfindung beschrieben wurde, wird nun die Funktionsweise eines ähnlichen
retroreflektierenden Abbildungssystems anhand der 3, 4A und 4B beschrieben.
Das retroreflektierende Abbildungssystem 110 enthält Seiten 120/130 ähnlich denen,
die oben für
das retroreflektierende Abbildungssystem 10 beschrieben
wurden. Ebenfalls in 3 veranschaulicht ist ein Paar
im rechten Winkel zueinander stehender Bezugsebenen I und II, die
dazu dienen, die Funktionsweise des retroreflektierenden Systems 110 zu
beschrieben. 4A veranschaulicht den Weg des
Lichts durch das retroreflektierende System 110, das auf
die Ebene I projiziert ist, und 4B veranschaulicht
den Weg des Lichts durch das retroreflektierende System 110,
das auf die Ebene II projiziert wird.
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Der
Lichtstrahl 140 ist so veranschaulicht, dass er auf der
Seite 120 einfällt,
wo er auf die Spiegelfläche 126 am
Punkt 1 auftrifft. Von Punkt 1 wird der Lichtstrahl
zu Punkt 2 auf eine der Facetten 134a auf der
gegenüberliegenden
Seite 130 reflektiert. Von Punkt 2 wird das Licht
zu Punkt 3 auf der Facette 134b reflektiert, wo
es in Richtung des Punktes 4 auf der Facette 124a von
Seite 120 reflektiert wird. Von Punkt 4 wird das
Licht in Richtung des Punktes 5 auf der Facette 124b reflektiert,
wo es aus dem retroreflektierenden Artikel als retroreflektierter
Lichtstrahl 141 heraus reflektiert wird. Die Wege des einfallenden
Lichts 140 und des retroreflektierten Lichts 141 sind
vorzugsweise parallel zueinander, wie in 3, 4A und 4B zu
sehen.
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Es
ist bevorzugt, dass die Spiegelfläche 126 sowie die
Facetten 124a, 124b, 134a und 134b allesamt
das auf sie auftreffende Licht spiegelnd reflektieren. Diese Reflexion
kann durch die Verwendung von reflektierenden Beschichtungen oder
Materialien, durch innere Totalreflexion oder durch eine Kombination
aus reflektierenden Beschichtungen oder Materialien und innerer
Totalreflexion – je
nach der Struktur des retroreflektierenden Artikels – erreicht werden.
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Aus
dem Studium der 1–4B geht hervor,
dass Strahlen, die in die retroreflektierenden Abbildungssysteme
eintreten, auf der Seite 20/120 einfallen, nachdem
sie zunächst
die Ebene der gegenüberliegenden
Seite 30/130 passiert haben. Für praktische Anwendungen kann
man sich das veranschaulichte System als eine einzelne Zelle oder
ein einzelnes Bildelement in einem größeren System vorstellen, wo
die Eintrittspunkte für
das Licht, das in die Strukturen eintritt, Fenster sind, die um
die Zelle oder das Bildelement herum angeordnet sind.
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Wie
in den 3, 4A und 4B veranschaulicht,
reflektiert das retroreflektierende System Licht entlang desselben
Weges, den das Licht nimmt, wenn es auf das System auftrifft. Die
zwei Wege sind jedoch aufgrund der Reflexionen zwischen Facetten
in den Prismen geringfügig
versetzt. Im Allgemeinen sind diese Unterschiede jedoch unbedeutend
und können
vernachlässigt
werden.
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Wenn
die Versatzunterschiede vernachlässigt
werden, so kann die in 3 veranschaulichte Retroreflexion
als perfekte Retroreflexion charakterisiert werden. Oder anders
ausgedrückt:
Einfallendes Licht wird direkt zu seiner Quelle zurück reflektiert. Bei
Anwendungen wie beispielsweise Straßenschildern ist die Lichtquelle
ein Fahrzeugscheinwerfer, und der Betrachter ist der Fahrzeuglenker.
Weil sich die Augen des Fahrers in der Regel oberhalb der Scheinwerfer
befinden, wird eine perfekte Retroreflexion möglicherweise nicht bevorzugt,
weil sie das Licht zum Scheinwerfer anstatt zum Fahrer zurücksendet.
Infolge dessen sind Retroreflektoren, die für Straßenschilder gedacht sind, in
der Regel keine perfekten Retroreflektoren, weil ein Teil des retroreflektierten
Lichts vorzugsweise ein wenig ausgebreitet wird, damit ein Fahrer,
der sich nicht an dem Scheinwerfer befindet, das retroreflektierte
Licht sehen kann.
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Ein
Problem bei nicht-perfekten Retroreflektoren ist, dass die Divergenz
in dem reflektierten Licht allgemein in viele Richtungen um die
Achse der perfekten Retroreflexion herum verläuft. Oder anders ausgedrückt: Zusätzlich zu
einem Teil des Lichts, das in Richtung des Fahrers divergiert, divergiert
Licht auch zu den Seiten der Scheinwerfer und unter den Scheinwerfer.
Das divergierende reflektierte Licht, das nicht in Richtung des
Fahrers strahlt, ist praktisch für
den Zweck, den Fahrer beim Betrachten des retroreflektierenden Artikels
zu unterstützen,
verloren.
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Durch
die Verwendung von retroreflektierenden Artikeln, wie sie oben beschrieben
sind, kann eine präzisere
Kontrolle über
das Divergenzprofil des reflektierten Lichts erhalten werden. Bei
Verwendung in Verbindung mit 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen
retroreflektierenden Elemente erhält man eine Kontrolle in zwei
verschiedenen Ebenen, die den zwei verschiedenen Gruppen von Prismen
auf den zwei Seiten des retroreflektierenden Artikels entsprechen.
Des Weiteren kann die Divergenz in jeder Ebene unabhängig gesteuert
werden. Wenden wir uns zum Beispiel den 3 und 4B zu.
Wir können annehmen,
dass die Ebene II vertikal ausgerichtet ist und die Ebene I horizontal
ausgerichtet ist. Wenn eine vertikale Divergenz in dem reflektierten
Licht gewünscht
wird, so dass mehr Licht von dem Scheinwerfer zu den Augen eines
Fahrers, die sich vertikal oberhalb des Scheinwerfers befinden,
reflektiert wird, so kann der Winkel, der durch die Facetten 134a und 134b gebildet
wird, vergrößert werden,
wodurch das reflektierte Licht vertikal ausge breitet wird. Für Beispiel
kann der Winkel zwischen den Facetten 134a und 134b von
90 Grad auf beispielsweise 90 Grad, 10 Minuten vergrößert werden,
wodurch das reflektierte Licht über
einen Bereich von 90 Grad plus oder minus 20 Minuten ausgebreitet
wird. Dieses vertikale Divergenzprofil kann unabhängig von
der horizontalen Divergenz gesteuert werden (wie in der Projektion auf
die Ebene I zu sehen wäre;
siehe 4A).
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Ein
weiteres Merkmal oder eine weitere Eigenschaft von retroreflektierenden
Abbildungsartikeln, die Prismen enthalten, ist ihre Fähigkeit,
eine blinkende Retroreflexion in Reaktion auf eine Relativbewegung
zwischen einer Lichtquelle und dem retroreflektierenden Artikel
zu erzeugen. Dieses Konzept ist in den 5 und 5A veranschaulicht,
wo der retroreflektierende Artikel 210 eine Seite 220 und eine
gegenüberliegende
Seite 230 enthält.
In 5A (die eine Querschnittsansicht des Artikels 210 entlang
der Ebene 5A in 5 ist) ist eine Vielzahl einfallender
Lichtstrahlen gezeigt, um die Vielfalt an Effekten zu veranschaulichen,
die mittels retroreflektierender Abbildungsartikel 210 erzeugt
werden können.
Diese Strahlen sind so dargestellt, dass sie in die Ebene des Blattes
von 5A hinein projiziert werden.
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Die
Seite 220 des retroreflektierenden Artikels enthält mehrere
Prismen 222a–222h (zusammen
als Prismen 222 bezeichnet), die sich allesamt in der in 5A gezeigten
Ansicht in das Blatt hinein erstrecken. Zwischen jedem Paar benachbarter
Prismen 222 befindet sich eine der Spiegelflächen 226a–226h (zusammen
als Spiegelflächen 226 bezeichnet).
Die Struktur der Seite 220 ähnelt größtenteils der Struktur der
Seiten 10 und 110 der oben beschriebenen Systeme.
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Die
gegenüberliegende
Seite 230 enthält vorzugsweise
mehrere Prismen ähnlich
den Seiten 30 und 130 der oben beschriebenen Systeme,
obgleich in der Ansicht von 5A nur
eines der Prismen zu sehen ist, weil sich die anderen Prismen hinter
dem Prisma befinden, das auf der Seite 230 in 5A zu
sehen ist.
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Der
einfallende Lichtstrahl 240 veranschaulicht ein mögliches
Ergebnis für
Licht, das auf den retroreflektierenden Artikel 210 auftrifft,
in dem der reflektierte Lichtstrahl 241 retroreflektiert
wird. Das Licht wird auf der Seite 220 sowohl durch die
Spiegelfläche 226b als
auch durch das Prisma 222b reflektiert, das sich unmittelbar
neben der Spiegelfläche 226b befindet
(nach dazwischenliegenden Reflexionen auf der gegenüberliegenden
Seite 230 des retroreflektierenden Artikels). Weil der
einfallende Lichtstrahl 240 von einer Spiegelfläche 226b und
einem unmittelbar benachbarten Prisma 222b reflektiert wird,
sind der einfallende Lichtstrahl 240 und sein entsprechender
reflektierter Lichtstrahl 241 ein Beispiel dessen, was
als Retroreflexion "erster
Ordnung" durch den
retroreflektierenden Artikel 210 bezeichnet wird.
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Der
einfallende Lichtstrahl 242 veranschaulicht einen weiteren
Fall einer Retroreflexion unter Verwendung des retroreflektierenden
Artikels 210, wobei der einfallende Lichtstrahl 242 von
der Spiegelfläche 226g und
dem Prisma 222h reflektiert wird, das von der Spiegelfläche 226g durch
ein dazwischenliegendes Prisma 222g und die Spiegelfläche 226h getrennt
ist. Weil die Spiegelfläche 226g und das
Prisma 222h, das zum Retroreflektieren des einfallenden
Lichtstrahls 242 dient, durch die dazwischenliegenden Strukturen
getrennt sind, veranschaulichen der einfallende Lichtstrahl 242 und
sein reflektierter Lichtstrahl 243 ein Beispiel einer Retroreflexion "zweiter Ordnung" von dem retroreflektierenden
Artikel 210. Es versteht sich, dass eine Retroreflexion
dritter Ordnung, eine Retroreflexion vierter Ordnung usw. auch möglich sind,
wo das retroreflektierte Licht mit einem zunehmenden Abstand zwischen
der Spiegelfläche 226 und
dem Prisma 222 konfrontiert ist.
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Der
einfallende Lichtstrahl 244 veranschaulicht ein mögliches
Ergebnis für
Licht, das auf den retroreflektierenden Artikel 210 auftrifft,
und das ist, dass der reflektierte Lichtstrahl 245 nicht
retroreflektiert wird. Wie in 5A zu
sehen, wird das Licht von der Spiegelfläche 226a zweimal reflektiert
und wird durch keines der Prismen 222 auf der ersten Seite 220 des
retroreflektierenden Artikel reflektiert. In den meisten Fällen, in
denen der retroreflektierende Artikel 210 Licht retroreflektiert,
muss das retroreflektierte Licht wenigstens einmal sowohl durch
eine Spiegelfläche 226 als
auch durch eines. der Prismen 222 reflektiert werden. In
einer Situation, in der das Licht zweimal durch die Spiegelflächen 226 reflektiert
wird, wie beim einfallenden Lichtstrahl 244 zu sehen, kommt
es zu keiner Retroreflexion. Im Allgemeinen erfährt Licht, das sich auf den
retroreflektierenden Artikel 210 in Winkeln zubewegt, die
dem Einfallswinkel des einfallenden Lichtstrahls 244 ähneln, die
gleichen Reflexionen und wird nicht retroreflektiert. Gleichermaßen wird – obgleich
nicht gezeigt – Licht,
das durch zwei verschiedene Prismen 222 auf der Seite 220 reflektiert
wird, ebenfalls nicht retroreflektiert (weil dieses Licht nicht
durch eines der Prismen 222 und die Spiegelflächen 226 reflektiert
wird).
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Der
einfallende Lichtstrahl 246 veranschaulicht ein weiteres
Beispiel eines einfallenden Lichtstrahls 246, der nicht
durch den retroreflektierenden Artikel 210 retroreflektiert
wird. In diesem Beispiel wird der einfallende Lichtstrahl 246 durch
zwei verschiedene Spiegelflächen 226d und 226e auf
der Seite 220 des retroreflektierenden Artikels reflektiert. Weil
das Licht durch keines der Prismen 222 auf der Seite 220 reflektiert
wird, wird es nicht retroreflektiert (obgleich es reflektiert wird).
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Es
versteht sich, dass die Beziehungen, die oben beschrieben wurden
und in 5A veranschaulicht sind, ebenso
für Ebenen
gelten, die im rechten Winkel zu der Ebene verlaufen, die in 5A veranschaulicht
ist, d. h. Ebenen im rechten Winkel zur Ebene des Blattes, auf dem 5A abgebildet ist.
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Das
Voranschreiten der Einfallswinkel der einfallenden Lichtstrahlen 244, 240, 246 und 242, wenn
man sich auf dem retroreflektierenden Artikel aus 5A von
oben nach unten bewegt, veranschaulicht den blinkenden retroreflektierenden
Effekt, der durch den retroreflektierenden Artikel 210 erzeugt
wird. Der Einfallswinkel der Strahlen 244, 240, 246 und 242 – relativ
zu den normalen Achsen 212a, 212b, 212c bzw. 212d gemessen – wird größer. wie
oben besprochen, wird der einfallende Lichtstrahl 244 mit
dem kleinsten Einfallswinkel relativ zur normalen Achse 212a nicht
retroreflektiert. Ein größer werdender
Einfallswinkel bewirkt jedoch, dass einfallendes Licht retroreflektiert
wird, wie durch den einfallenden Lichtstrahl 240 und sein
Gegenstück, den
retroreflektierten Lichtstrahl 241, veranschaulicht ist.
Ein weiteres Vergrößern des
Einfallswinkels, wie durch den Lichtstrahl 246 veranschaulicht,
unterbricht jedoch die Retroreflexion des Lichts. Ein noch weiteres
Vergrößern des
Einfallswinkels des Lichts, wie durch den Lichtstrahl 242 veranschaulicht,
bewegt das Licht wieder in eine Retroreflexion, wie an dem retroreflektierten
Lichtstrahl 243 zu sehen.
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Oder
anders ausgedrückt:
Wenn eine Lichtquelle und der retroreflektierende Artikel 210 so
relativ zueinander bewegt werden, dass sich der Einfallswinkel des
Lichts von der Quelle auf den retroreflektierenden Artikel 210 verändert, so
kann ein Betrachter ein Blinken des retroreflektierten Lichts sehen,
da das Licht im Wechsel retroreflektiert und nicht retroreflektiert wird.
In der Regel sind die Strukturen in dem retroreflektierenden Artikel 210 relativ
klein, z. B. Prismen 222 mit Facetten mit einer Breite
von etwa 0,36 mm (etwa 0,014 Inch), und der Abstand zwischen den
Seiten 220 und 230 ist vergleichsweise relativ
groß,
z. B. etwa 10 mm bis etwa 40 mm. Infolge dessen kann der Unterschied
beim Einfallswinkel, der erforderlich ist, um sich zwischen Retroreflexion und
Nicht-Retroreflexion zu bewegen, relativ klein sein, z. B. in der
Größenordnung
von etwa einem Grad oder weniger.
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Zu
einem Beispiel einer Situation, in der sich der Einfallswinkel des
Lichts auf einem retroreflektierenden Artikel ändert, kommt es, wenn sich
ein Fahrzeug und der Fahrer einem Schild nähern, das sich am Straßenrand
befindet, wobei sich der Winkel zwischen der Lichtquelle bzw. dem
Betrachter ändert, während sich
das Fahrzeug dem Schild nähert.
Weil sich der Einfallswinkel um so schneller ändert, je weiter sich das Fahrzeug
dem Schild nähert,
nimmt auch die Rate der blinkenden Retroreflexion zu, was die Auffälligkeit
des retroreflektierenden Artikels weiter steigern kann. Eine solche
Auffälligkeit
kann bei einigen besonderen Anwendungen ausgenutzt werden, wie beispielsweise
für Ausfahrtspuren,
Einfahrt-Verboten-Schilder, Lkw-Spuren, Straßenränder mit begrenztem Randstreifen
usw.
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Wie
oben beschrieben, weisen die retroreflektierenden Abbildungssysteme
bzw. Artikel planare gegenüberliegende
Seiten auf, die parallel zueinander verlaufen. Es versteht sich
jedoch, dass die retroreflektierenden Abbildungssysteme bzw. Artikel der
vorliegenden Erfindung auch Systeme bzw. Artikel enthalten können, bei
denen die gegenüberliegenden
planaren Seiten nicht parallel zueinander sind.
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Ein
wesentlicher Unterschied zwischen den retroreflektierenden Systemen
bzw. Artikeln mit nicht-parallelen Seiten und den retroreflektierenden Systemen bzw.
Artikeln, die parallele Seiten enthalten, wie oben beschrieben,
ist, dass die retroreflektierenden Systeme bzw. Artikel mit parallelen
Seiten alle eine blinkende Retroreflexion aufweisen, wie in den 5 und 5A veranschaulicht.
Im Gegensatz dazu können
retroreflektierende Abbildungssysteme bzw. Artikel eine Retroreflexion
unabhängig vom
Einfallswinkel des Lichts aufweisen (vorausgesetzt, das Licht fällt innerhalb
des Arbeitsbereichs des retroreflektierenden Artikels ein). Oder
anders ausgedrückt:
Das Schwenken von Licht über
einen Bereich von Einfallswinkels hinweg muss nicht bewirken, dass
ein Betrachter ein blinkendes retroreflektiertes Licht sieht.
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Der
in den 6, 7 und 8A–8C veranschaulichte
retroreflektierende Abbildungsartikel 410 veranschaulicht
einen weiteren retroreflektierenden Abbildungsartikel, der eine
blinkende Retroreflexion mit einer effektiven Apertur von 100 %
innerhalb seines Arbeitsbereichs aufweist. Oder anders ausgedrückt: Für jene Einfallswinkel,
bei denen der Artikel 410 retroreflektiert, wird das gesamte Licht,
das auf den Artikel auftrifft, retroreflektiert. Weil der Artikel 410 jedoch
ein blinkender Rückstrahler
ist, gibt es Einfallswinkel, bei denen kein Licht retroreflektiert
wird.
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Der
retroreflektierende Abbildungsartikel 410 kann sich besonders
dann von Vorteil erweisen, wenn er als eine blinkende retroreflektierende
erhöhte
Gehwegmarkierung verwendet wird. Der retroreflektierende Artikel 410 enthält eine
Fläche 420,
die sich auf der Unterseite der Gehwegmarkierung befindet, und eine
gegenüberliegende
Fläche 430,
die sich auf der Oberseite der Gehwegmarkierung befindet. Ebenfalls
enthalten sind zwei optische Fenster 411 und 413 auf
gegenüberliegenden
Enden der Gehwegmarkierung sowie zwei Seitenwände 415 und 417,
die sich auf gegenüberliegenden
Seiten der Gehwegmarkierung befinden. Die Gehweg markierung ist vorzugsweise
als ein sechsseitiger prismatischer Festkörper ausgebildet.
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7 ist
ein Seitenaufriss des retroreflektierenden Artikels 410,
in dem einfallende Lichtstrahlen 440, 442 und 444 dargestellt
sind, die in den retroreflektierenden Artikel 410 durch
eines der Fenster 411 oder 413 eintreten und von
diesen retroreflektiert werden. Die erste Fläche 420 des retroreflektierenden
Artikels ist in 8C in einer vergrößerten teilweisen
Querschnittsansicht zu sehen (eine Ansicht entlang der Linie 8C-8C
in 6) und enthält
mehrere Prismen 422, die sich vorzugsweise von einem Fenster 411 zum
Fenster 413 am gegenüberliegenden
Ende der Gehwegmarkierung erstrecken. Jedes der Prismen 422 wird
durch zwei Facetten 424a und 424b gebildet. Eine
planare Spiegelfläche 426 trennt vorzugsweise
jedes Paar benachbarter Prismen 422 und erstreckt sich
ebenfalls vorzugsweise über
die gesamte Länge
der Gehwegmarkierung.
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Die 8A und 8B veranschaulichen die
Fläche 430 (Oberseite)
des retroreflektierenden Artikels 410, wie in den 6 und 7 zu
sehen. Die Fläche 430 ist
in zwei Sektionen 430a und 430b getrennt, wie
in 7 zu sehen, und die Sektion 430a ist
in 8A in einer vergrößerten teilweisen Querschnittsansicht
dargestellt. Die Sektion 430a enthält Prismen 432, die
sich vorzugsweise von einer Seite 415 der Gehwegmarkierung
zur gegenüberliegenden
Seite 417 erstrecken. Jedes der Prismen wird durch ein
Paar planarer Facetten 434a und 434b gebildet.
Jedes der Prismen 432 ist vorzugsweise in Richtung des
Fensters 411 gekippt, um seine effektive Apertur für Licht
zu verbessern, das vom Fenster 411 einstrahlt, wie weiter
unten noch besprochen wird.
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Die
Sektion 430b ist in 8B in
einer vergrößerten teilweisen
Querschnittsansicht gezeigt. Die Sektion 430b enthält Prismen 432', die sich vorzugsweise
von einer Seite 415 der Gehwegmarkierung zur gegenüberliegenden
Seite 417 erstrecken. Jedes der Prismen wird durch ein
Paar planarer Facetten 434a' und 434b' gebildet. Jedes
der Prismen 432' ist
vorzugsweise in Richtung des Fensters 413 gekippt, um seine
effektive Apertur für
Licht zu verbessern, das vom Fenster 413 einstrahlt, wie
weiter unten noch besprochen wird.
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Beispielhafte
einfallende Lichtstrahlen 440, 442 und 444 veranschaulichen
die Vorteile des Kippens der Prismen 432 und 432' auf der Fläche 430 des
retroreflektierenden Artikels. Der Lichtstrahl 440 tritt
in den retroreflektierenden Artikel 410 durch das Fenster 411 ein
und wird abwärts
in Richtung der Fläche 420 gebrochen,
wo es aufwärts
in Richtung der Sektion 430a reflektiert, die das Prisma 432 enthält, wie
in 8A gezeigt. Weil das Licht vom optischen Fenster 411 auf
die Prismen 432 in der ersten Sektion 430a in
einem relativ großen
Winkel außerhalb der
normalen Achse 412 auftrifft (siehe 8A), kann
ein Kippen der Prismen 432 die Effektivität des retroreflektierenden
Artikels 410 bei retroreflektierendem Licht, das durch
das Fenster 411 eintritt, deutlich verbessern. Das extreme
Kippen, das möglicherweise
erforderlich ist, macht Trennflächen 434c zwischen
den Prismen 432 nötig,
um die Bildung von 90-Grad-Prismen, wie veranschaulicht, zu ermöglichen.
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Die
Strahlen 442 und 444 veranschaulichen Licht, das
in den retroreflektierenden Artikel 410 durch das optische
Fenster 413 eintritt. Die Strahlen 442 und 444 werden
in Richtung der Fläche 420 gebrochen,
wo sie aufwärts
in Richtung der zweiten Sektion 430b der Prismen 432' reflektiert
werden. Das Kippen der Prismen 432' verbessert außerdem ihre Fähigkeit,
Licht zurückzuwerfen,
das mit relativ großen
Winkeln außerhalb
der normalen Achse 412 ankommt (siehe 8B).
Die Strahlen 442 und 444, die in das optische
Fenster 413 nahe seiner Oberseite bzw. Unterseite eintreten,
veranschaulichen, dass Licht, das nahe der Oberseite des Fensters 413 eintritt,
in der Regel in Richtung des fernsten Endes der zweiten Sektion 430b (nahe
dem Fenster 411) gebrochen und reflektiert wird. Im Gegensatz
dazu wird Licht, das nahe der Unterseite des optischen Fensters 413 eintritt,
in der Regel in Richtung des nahen Endes der zweiten Sektion 430b (nahe
der Mitte des retroreflektierenden Artikels 410) gebrochen
und reflektiert.
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Die 9, 10 und 11 veranschaulichen
einen weiteren retroreflektierenden Abbildungsartikel 510,
der eine konstante (nicht-blinkende) Retroreflexion und eine 100
%-ige effektive Apertur aufweist. Oder anders ausgedrückt: Bei
Lichtstrahlen, die sich auf den retroreflektierenden Artikel 510 in Winkeln
zubewegen, die retroreflektiert werden (d. h. die innerhalb des
Arbeitsbereichs des Rückstrahlers liegen),
wird im Wesentlichen das gesamte Licht retroreflektiert (unter Vernachlässigung
von Verlusten infolge von Absorption, Grenzflächenreflexion usw.). Der Abbildungsartikel 510 kann
besonders als eine nicht-blinkende retroreflektierende Gehwegmarkierung
nützlich
sein.
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Der
Artikel 510 enthält
eine Seite 520, die sich auf der Unterseite der Gehwegmarkierung
befindet. Die erste Seite ist in Draufsicht in 10 gezeigt und
unterscheidet sich von den oben beschriebenen Seiten 20, 120, 220 und 420 insofern,
als die Prismen 522 von der Spiegelfläche 526 getrennt sind.
Wie in der vergrößerten Querschnittsansicht
von 11 veranschaulicht, befinden sich die Prismen 522 unmittelbar
nebeneinander und erstrecken sich vorzugsweise entlang der Achse 514 über einen
Abschnitt der Länge
der ersten Seite 520.
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Das
gegenüberliegende
Prisma 532 wird durch die Facetten 534a und 534b gebildet.
Die Facetten sind vorzugsweise rechtwinklig zueinander ausgerichtet,
obgleich eine gewisse Abweichung beim Winkel erwünscht sein kann, um eine Divergenz in
einer vertikalen Ebene für
reflektiertes Licht zu erzeugen, wie oben beschrieben. Die Facette 534a ist vorzugsweise
planar. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen retroreflektierenden
Artikel enthält
der retroreflektierende Artikel 510 nur ein einzelnes Prisma 532 gegenüber der
Seite 520. Das Prisma 532 erstreckt sich vorzugsweise über die
Breite des retroreflektierenden Artikels 510 entlang der
Achse 516 (siehe 11).
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Die
Facette 534a des Prismas 532 fungiert auch als
ein optisches Fenster für
den retroreflektierenden Artikel 510, und in dieser Rolle
lässt es
Licht in den retroreflektierenden Artikel 510 durch. Der
beispielhafte einfallende Lichtstrahl 540 wird durch die Facette 534a durchgelassen
und wird abwärts
zu der Spiegelfläche 526 der
Seite 520 gebrochen. Von der Spiegelfläche wird das Licht durch die
Facetten 534b und 534a in Richtung der Prismen 522 auf
der Seite 520 reflektiert. Von den Prismen 522 wird
das Licht als Lichtstrahl 541 retroreflektiert. Für eine Retroreflexion
muss alles Licht, das in den Artikel 510 durchgelassen
wird, von den Prismen 522 und der Spiegelfläche 526 wenigstens
einmal reflektiert werden, obgleich es von den Prismen 522 und
den Spiegelflächen 526 in
jeder beliebigen Reihenfolge reflektiert werden kann.
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9A–9C veranschaulichen
alternative Strukturen für
das Prisma gegenüber
der Fläche 520 des
Artikels 510. Obgleich drei veranschaulichende Ausführungsformen
konkret beschrieben sind, versteht es sich, dass viele weitere Variationen innerhalb
des Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung möglich sind. Des Weiteren sind
die Winkel, die zwischen den verschiedenen Flächen und den Krümmungen
der gekrümmten
Flächen
ausgebildet sind, zum Zweck der Veranschaulichung stark übertrieben
dargestellt.
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9A veranschaulicht
einen Artikel 1510, der eine Fläche 1520 enthält, die ähnlich aufgebaut ist
wie die Fläche 520 in
Artikel 510. Die gegenüberliegende
Facette 1534a ist ebenfalls ähnlich aufgebaut wie die Facette 534a von
Artikel 510. Die Unterschiede zwischen den Artikeln 510 und 1510 finden sich
in den Flächen,
die mit den Bezugszahlen 534b und 1534b bezeichnet
sind. Die Fläche 534b ist
oben als eine planare Facette beschrieben. Die Fläche 1534b des
Artikels 1510 ist als eine gekrümmte Fläche ausgebildet, welche die
Divergenz von reflektiertem Licht in einer vertikalen Ebene verbessern
kann, z. B. der Ebene des Blattes, auf dem sich 9A befindet.
Die Fläche 1534b ist
vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, ein Abschnitt der Fläche eines Zylinders,
besonders bevorzugt eines rechts zirkularen Zylinders.
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9B zeigt
einen retroreflektierenden Abbildungsartikel 2510, der
eine Fläche 2520 enthält, die ähnlich aufgebaut
ist wie die Fläche 520 in
Artikel 510, und eine gegenüberliegende Facette 2534a ist ebenfalls ähnlich aufgebaut
wie die Facette 534a des Artikels 510. Die Unterschiede
zwischen den Artikeln 510 und 2510 liegen in den
Flächen,
die mit den Bezugszahlen 534b und 2534b bezeichnet
sind. Die Fläche 534b ist
oben als eine planare Facette beschrieben. Die Fläche 2534b des
Artikels 2510 besteht aus mehreren planaren Teilfacetten 2534b' und 2534b''. Die Ausrichtung jeder der Teilfacetten 2534b' und 2534b'' relativ zur Facette 2534a ist
verschieden, was die Retroreflexion von Licht zur Folge hat, das
für zwei
verschiedene Betrachtungswinkelbereiche auf die Facette 2534a auftrifft.
Oder anders ausgedrückt:
Licht, das für
einen Betrachtungswinkelbereich auf der Facette 2534a auftrifft,
wird mittels der Teilfacette 2534b' retroreflektiert, und Licht, das in
einem anderen Einfallswinkelbereich auf der Facette 2534a auftrifft,
wird mittels der Teilfacette 2534b'' retroreflektiert.
Die zwei Betrachtungs winkelbereiche können sich im Wesentlichen überlappen, wobei
die Unterschiede nur in den äußersten
Bereichen sichtbar sind.
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9C zeigt
eine weitere Variation, wobei ein Abschnitt 3534b' der Fläche 3534b des
retroreflektierenden Abbildungsartikels 3510 planar und
allgemein im rechten Winkel zur Facette 3534a ausgerichtet
ist. Ein weiterer Abschnitt 3534b'' der
Fläche 3534b ist
gekrümmt
(ähnlich
der oben beschriebenen Fläche 1534b),
um die Divergenz des retroreflektierten Lichts in einer vertikalen
Ebene zu verbessern, was zu einem besseren Produktverhalten über einen
Bereich von Betrachtungswinkeln hinweg führt.
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Nachdem
nun eine Vielfalt veranschaulichender retroreflektierender Abbildungssysteme bzw.
Artikel beschrieben wurde, können
wir uns jetzt den versetzten oder rückdurchlässigen Abbildungssystemen bzw.
Artikeln zuwenden.
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Versetzte
optische Abbildung
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Wie
oben beschrieben, können
Artikel zur optischen Abbildung, die Prismen und andere geeignete
zweiachsige retroreflektierende Elemente enthalten, zum Erzeugen überlagerter
Bilder durch Retroreflexion verwendet werden. Es wird nun eine zweite
Klasse von Artikeln zur optischen Abbildung beschrieben, die ebenfalls
Prismen (und andere geeignete zweiachsige retroreflektierende Elemente) enthalten,
die jedoch die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente zum Erreichen
einer versetzten Abbildung verwenden.
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Rückdurchlässigkeit
-
Um
ein versetztes Abbilden durch Rückdurchlässigkeit
zu erreichen, verarbeiten die rückdurchlässigen Artikel
einfallendes Licht dergestalt, dass Licht, das in die rückdurchlässigen Artikel
in einem Eintrittswinkel relativ zu einer normalen Achse eintritt,
den Artikel in einem Austrittswinkel (relativ to derselben normalen
Achse) verlässt,
der gleich dem Eintrittswinkel des Lichts ist, aber ein entgegengesetztes
Vorzeichen hat. Dadurch können
rückdurchlässige Artikel
gemäß der vorliegenden
Erfindung Bilder erzeugen, die von dem rückdurchlässigen Artikel versetzt erscheinen.
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12 ist
ein Schaubild, welches das Konzept der Rückdurchlässigkeit im Verhältnis zur Durchlässigkeit,
Reflexion und Retroreflexion veranschaulicht. Der Artikel 610 (der
durchlässig,
reflektierend oder retroreflektierend sein kann) ist in 12 als
eine einzelne vertikale Linie dargestellt, obgleich es sich versteht,
dass solche Artikel 610 in der Regel eine gewisse Dicke
haben. Es versteht sich des Weiteren, dass 12 ein
vereinfachtes Schaubild ist und kein Verschieben des Lichts infolge
von Brechung oder Retroreflexion zeigt, wie dem Fachmann natürlich klar
ist.
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Die
Artikel 610 definiert eine normale Achse 612,
die im rechten Winkel zu der Ebene verläuft, in der sich der Artikel 610 befindet.
Einfallendes Licht 614 nähert sich in der Darstellung
dem Artikel 610 in einem Winkel θ unterhalb der normalen Achse 612.
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Wenn
das Licht 614 retroreflektiert wird, so kehrt es in der
Regel auf demselben Weg zurück,
den es nahm, um zu dem Artikel 610 zu gelangen, d. h. das
Licht wird um ungefähr
180 Grad im Vergleich zu dem einfallenden Licht reflektiert (wobei
infolge von nicht-perfekter Retroreflexion einige Abweichungen möglich sind).
Eine spiegelnde Reflexion von einfallendem Licht 614 von
dem Artikel 610 ist in 12 als
Lichtstrahl 616 gezeigt. Der reflektierte Strahl 616 verläuft in einem
Winkel ω oberhalb
der normalen Achse 612 und hat die gleiche Größenordnung
wie der Winkel θ,
mit dem sich das einfallende Licht 614 dem Artikel 610 nähert, aber das
entgegengesetzte Vorzeichen. Wenn einfallendes Licht 614 durch
den Artikel 610 durchgelassen wird, so ist sein Weg durch den
Lichtstrahl 618 in 12 veranschaulicht.
Der weg des Strahls 618 ist um einen Winkel δ oberhalb der
normalen Achse 612 versetzt. Der Winkel δ, der durch
den durchgelassenen Lichtstrahl 618 gebildet wird, hat
die gleiche Größenordnung
und das gleiche Vorzeichen wie der Winkel a, der durch den einfallenden
Lichtstrahl 614 relativ zur normalen Achse 612 gebildet
wird.
-
Wenn
der einfallende Strahl 614 durch den Artikel 610 rückdurchgelassen
wird, so verläuft
er entlang des Weges, der durch den Strahl 620 in 12 dargestellt
ist. Der rückdurchgelassene Strahl 620 bewegt
sich vorzugsweise entlang eines Weges, der einen Winkel ϕ unterhalb
der normalen Achse 612 bildet, der die gleiche Größenordnung
wie der Winkel θ hat,
der durch den einfallenden Strahl 614 mit der normalen
Achse 612 gebildet wird, aber das entgegengesetzte Vorzeichen.
Der Unterschied zwischen Durchlässigkeit
und Rückdurchlässigkeit ist,
dass der durchgelassene Strahl 618 den Artikel 610 auf
der gegenüberliegenden
Seite der normalen Achse 612 im Vergleich zum einfallende
Strahl 614 verlässt,
während
der rückdurchgelassene
Strahl 620 den Artikel 610 auf derselben Seite
der normalen Achse 612 wie der einfallende Strahl 614 verlässt. Es versteht
sich, dass alle Strahlen in 12 sich
in der Ebene der Figur befinden.
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Ein
Ergebnis der Rückdurchlässigkeit
ist in 13 gezeigt, wo zum Beispiel
ein Objekt 632, das sich auf einer Seite eines rückdurchlässigen Artikels 630 befindet,
ein rückdurchgelassenes
Bild 634 auf der gegenüberliegenden
Seite des Artikels 630 erzeugt, das einem Betrachter mit
den Augen 636 vor dem Artikel 630 so erscheint,
als befände
es sich im freien Raum vor dem Artikel 630. Der Projektionsabstand,
d. h. der Abstand, um den das rückdurchgelassene
Bild 634 von dem rückdurchlässigen Artikel 630 versetzt
erscheint, ist in der Regel gleich dem Abstand, um den sich das
Objekt 632 hinter dem rückdurchlässigen Artikel 630 befindet.
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Zu
einer Rückdurchlässigkeit
des Lichts kann es in einer Ebene oder in zwei im rechten Winkel
zueinander stehenden Ebenen kommen. Für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung wird eine Rückdurchlässigkeit
in nur einer einzigen Ebene als "beschränkte Rückdurchlässigkeit" bezeichnet, während eine
Rückdurchlässigkeit
in zwei zueinander im rechten Winkel stehenden Ebenen als "unbeschränkte Rückdurchlässigkeit" bezeichnet wird.
Beide Formen der Rückdurchlässigkeit
werden im Folgenden eingehender beschrieben.
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Beschränkte Rückdurchlässigkeit
-
14 kann
als ein Bezugsrahmen verwendet werden, um das Verstehender beschränkten Rückdurchlässigkeit
zu unterstützen.
Ein rückdurchlässiger Artikel 610 ist
in 14 aus Gründen
der Einfachheit als eine Ebene veranschaulicht, obgleich er in der
Regel eine gewisse Dicke hat. Es ist gezeigt, wie eine vertikale
Ebene 640 den rückdurchlässigen Artikel 610 schneidet.
Die vertikale Ebene wird in 14 auch
als Ebene I bezeichnet. Eine horizontale Ebene 650, auch
als Ebene II bezeichnet, schneidet in der Darstellung sowohl den
rückdurchlässigen Artikel 610 als
auch die vertikale Ebene 640. Aus Gründen der Einfachheit können die
Ebenen 640 und 650 zusammen mit der Ebene des
Artikels 610 als zueinander im rechten Winkel stehend betrachtet
werden.
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Weil
der rückdurchlässige Artikel 610 nur
beschränkte
Rückdurchlässigkeit
aufweist, wird Licht, das durch den rückdurchlässigen Artikel 610 durchgelassen
wird, nur entweder in der vertikalen Ebene oder in der horizontalen
Ebene 640 bzw. 650 rückdurchgelassen. 15 ist
eine Ansicht des Systems von 14 entlang
der horizontalen Ebene 650 (in 15 als
Linie 650 dargestellt). Wie dort zu sehen, wird Licht 644,
das von der linken Seite des rückdurchlässigen Artikels 610 herankommt,
durch den Artikel 610 ohne Rückdurchlässigkeit durchgelassen, d.
h. es verlässt
den rückdurchlässigen Artikel 610 im Wesentlichen
im gleichen Winkel relativ zur horizontalen Ebene 650,
mit dem es in den rückdurchlässigen Artikel 610 eingetreten
ist (mit einem unbedeutenden Versatz, der nicht gezeigt ist).
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16 ist
eine Ansicht des Systems von 14, jedoch
entlang der vertikalen Ebene 640 (in 16 als
Linie 640 gezeigt). Licht 654, das sich von der
linken Seite des rückdurchlässigen Artikels 610 nähert, tritt
auf der rechten Seite des Artikels 610 in einem gleichen,
aber vorzeichenverkehrten Winkel relativ zur vertikale Ebene 640 im
Vergleich zu dem Winkel aus, mit dem es in den rückdurchlässigen Artikel 610 eintrat
(mit einem unbedeutenden Versatz, der nicht gezeigt ist). Das Ergebnis
ist, dass ein Bild des Objekts 632 auf der linken Seite
des rückdurchlässigen Artikels
zur rechten Seite der Artikels 610 rückdurchgelassen wird, was zu
einem rückdurchgelassenen
Bild 634 auf der rechten Seite des Artikels 610 in
der Ebene II, aber nicht in der Ebene I führt. Das rückdurchgelassene Bild 634 ist
auch in Ebenen zu sehen, die ebenfalls im rechten Winkel zur Ebene I
stehen und die das Objekt 632 auf der linken Seite des
rückdurchlässigen Artikels 610 schneiden.
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Die
in den 14–16 veranschaulichte Rückdurchlässigkeit
wird als "beschränkte Rückdurchlässigkeit" bezeichnet, weil
nur Betrachter, die den rückdurchlässigen Artikel 610 entlang
der Ebene II und mit beiden Augen in der Ebene II (und sonstigen
weiteren Ebenen, die ebenfalls das Objekt 632 schneiden
und sich im rechten Winkel zur Ebene I befinden) betrachten, das
rückdurchgelassene
Bild 634 sehen können.
Im Gegensatz dazu sieht ein Betrachter, der nicht den rückdurch lässigen Artikel 610 von
der rechten Seite entlang einer der rückdurchlässigen Ebenen betrachtet, kein
rückdurchgelassenes Bild
des Objekt 632. Die Ebene II und alle sonstigen Ebenen,
entlang denen es zu einer Rückdurchlässigkeit
kommen kann (d. h. Ebenen, die die Objekt 632 schneiden
und im rechten Winkel zur Ebene I verlaufen), werden im vorliegenden
Text als "rückdurchlässige Ebenen" oder "Rückdurchlässigkeitsebenen" bezeichnet, weil
das rückdurchgelassene
Bild nur für Betrachter
sichtbar ist, die den rückdurchlässigen Artikel 610 entlang
einer dieser Ebenen betrachten.
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Weil
die rückdurchlässigen Eigenschaften auf
Betrachter beschränkt
sind, die den rückdurchlässigen Artikel 610 entlang
seiner rückdurchlässigen Ebene
betrachten, kann sich der rückdurchlässige Artikel 610 darüber hinaus
für Ausrichtungsmechanismen
eignen, bei denen es erwünscht
ist, nur Betrachtern, die sich in einer bestimmten räumlichen Ausrichtung
relativ zum rückdurchlässigen Artikel 610 befinden,
das Sehen des rückdurchgelassenen Bildes
zu gestatten.
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Unbeschränkte Rückdurchlässigkeit
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17 kann
als ein Bezugsrahmen zum besseren Verstehen der unbeschränkten Rückdurchlässigkeit
verwendet werden. Ein rückdurchlässiger Artikel 710 ist
in 17 aus Gründen
der Einfachheit als eine Ebene veranschaulicht, obgleich es sich
versteht, dass der Artikel 710 in der Regel eine bestimmte
Dicke hat. Es ist zu sehen, wie eine vertikale Ebene 740 den
rückdurchlässigen Artikel 710 schneidet. Die
vertikale Ebene wird in 17 auch
als Ebene I bezeichnet. Eine horizontale Ebene 750, auch
als Ebene II bezeichnet, schneidet in der Darstellung sowohl den
rückdurchlässigen Artikel 710 als
auch die vertikale Ebene 740. Aus Gründen der Einfachheit können die
Ebenen 740 und 750 zusammen mit der Ebene des
Artikels 710 als zueinander im rechten Winkel stehend betrachtet
werden.
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Weil
der rückdurchlässige Artikel 710 eine unbeschränkte Rückdurchlässigkeit
aufweist, wird Licht, das durch den rückdurchlässigen Artikel 710 durchgelassen
wird, sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene 740 bzw. 750 rückdurchgelassen. 18 ist
eine Ansicht des Systems von 17 entlang
der horizontalen Ebene 750 (in 18 als
Linie 750 gezeigt). Wie dort zu sehen, tritt Licht 744,
das sich von der linken Seite des rückdurchlässigen Artikels 710 nähert, auf
der rechten Seite des Artikels 710 in einem gleichen, aber
vorzeichenverkehrten Winkel relativ zur horizontalen Ebene 750 im
Vergleich zu dem Winkel aus, mit dem das Licht 744 in den
rückdurchlässigen Artikel 710 eintrat (mit
einem unbedeutenden Versatz, der nicht gezeigt ist). Das Ergebnis
ist, dass ein Bild 734 des Objekts 732 auf der
linken Seite des rückdurchlässigen Artikels
zur rechten Seite des Artikels 710 in der Ebene I (der
vertikalen Ebene 740) rückdurchgelassen
wird.
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19 ist
eine Ansicht des Systems von 17 entlang
der vertikalen Ebene 740 (in 19 als
Linie 740 gezeigt). Licht 754, das von der linken Seite
des rückdurchlässigen Artikels 710 herankommt,
verlässt
die rechte Seite des Artikels 710 in einem gleichen, aber
vorzeichenverkehrten Winkel relativ zur vertikalen Ebene 740 im
Vergleich zu dem Winkel, mit dem es in den rückdurchlässigen Artikel 710 eintrat
(mit einem unbedeutenden Versatz, der nicht gezeigt ist). Das Ergebnis
ist, dass ein Bild des Objekts 732 auf der linken Seite
des rückdurchlässigen Artikels
zur rechten Seite des Artikels 710 rückdurchgelassen wird, was zu
einem rückdurchgelassenen
Bild auf der rechten Seite des Artikels 710 führt.
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Die
in den 17–19 veranschaulichte Rückdurchlässigkeit
wird als "unbeschränkte Rückdurchlässigkeit" bezeichnet, weil
ein Betrachter, der den rückdurch lässigen Artikel 710 entlang
einer Ebene betrachtet, die das Objekt 732 schneidet, das rückdurchgelassene
Bild sieht, das sich von der beschränkten Rückdurchlässigkeit unterscheidet, die
in Verbindung mit dem rückdurchlässigen Artikel 610 oben
beschrieben wurde.
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Mit
den nun beschriebenen Konzepten der beschränkten und unbeschränkten Rückdurchlässigkeit
können
Artikel für
eine rückdurchlässige Abbildung
besprochen werden, wie sie in den 20–24 veranschaulicht
sind.
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Beschränkt rückdurchlässige Artikel
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Die 20–22 veranschaulichen
einen rückdurchlässigen Abbildungsartikel,
der zur beschränkten
Rückdurchlässigkeit,
wie oben beschrieben, befähigt
ist. 20 ist eine perspektivische Ansicht des Artikels 810, 21 ist
eine Ansicht des Artikels 810 entlang der Richtung des
Pfeils 802 in 20, und 22 ist
eine Ansicht des Artikels 810 entlang der Richtung des
Pfeils 804 in 20.
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Der
Artikel 810 enthält
zwei gegenüberliegende
Flächen 820 und 830.
Die Fläche 820 enthält vorzugsweise
Prismen 822, die durch planare Facetten 824a und 824b gebildet
werden (im Folgenden zusammen als Facetten 824 bezeichnet),
die sich in einem rechten Winkel schneiden, ähnlich den oben beschriebenen
Prismen in dem retroreflektierenden Abbildungsartikel. Die Prismen 822 sind
vorzugsweise auf eine Achse 814 ausgerichtet (der Pfeil 802 ist vorzugsweise
parallel zur Achse 814).
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Ebenfalls
veranschaulicht sind planare Flächen 826,
die sich zwischen Paaren von Prismen 822 auf der Fläche 820 befinden.
Die planaren Flächen 826 ähneln den
planaren Spiegelflächen
in den retroreflektierenden Abbildungsartikeln, mit der Ausnahme,
dass die planaren Flächen 826 vorzugsweise wenigstens
einen Teil, vorzugsweise den größten Teil,
des auf sie auftreffenden Lichts durchlassen, damit Licht durch
die Fläche 820 in
den rückdurchlässigen Artikel 810 eintreten
oder aus dem rückdurchlässigen Artikel 810 austreten
kann.
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Die
gegenüberliegende
Seite 830 lässt
vorzugsweise wenigstens einen Teil des Lichts passieren, das in
den rückdurchlässigen Artikel 810 eintritt, und
reflektiert gleichzeitig wenigstens einen Teil des Lichts, das aus
der Richtung der Seite 820 auf die Seite 830 auftrifft.
Diese Kombination von Qualitäten lässt sich
durch eine Vielfalt verschiedener Verfahren und Materialien erreichen.
Beispiele sind die Beschichtung der gesamten Seite 830 dergestalt,
dass teilweise reflektierend wird, oder das Beschichten von Abschnitten
der Seite 830 dergestalt, dass im Wesentlichen das gesamte
Licht reflektiert wird, während
andere Abschnitte im Wesentlichen lichtdurchlässig bleiben. Bei dem veranschaulichten
rückdurchlässigen Artikel 810 enthält die Seite 830 reflektierende
Bereiche 832 und durchlässige
Bereiche 834. Obgleich die Bereiche 832 und 834 als
gleichmäßig über die
Seite 830 verteilt dargestellt sind, können sie alternativ auch in
einer ungleichmäßigen Verteilung
und/oder in einem beliebigen gewünschten
regelmäßigen oder
unregelmäßigen Muster
angeordnet sein, wobei es sich versteht, dass einige Muster besser
für die
Rückdurchlässigkeit
von Licht geeignet sein können
als andere.
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Die
Facetten 824, welche die Prismen 822 bilden, reflektieren
vorzugsweise im Wesentlichen das gesamte Licht, das aus der Richtung
der Seite 830 auf sie einfällt. Bei einigen rückdurchlässigen Artikeln 810 können die
Facetten 824 mit einem reflektierenden Material versehen
sein, z. B. einer Beschichtung, einem Film usw., um ihr Reflexionsvermögen zu verbessern.
Die reflektierenden Eigenschaften der Facetten 824 können auch
durch innere Totalreflexion an der Fläche der Facetten 824 oder durch
eine Kombination aus innerer Totalreflexion und reflektierenden
Materialien erzeugt werden.
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21 veranschaulicht
den Weg des Lichtstrahls entlang der Richtung des Pfeils 802 in 20, d.
h. entlang der Länge
der Prismen 822. Das Licht 840 tritt in den rückdurchlässigen Artikel 810 am Punkt 841 auf
einer der planaren Flächen 826,
welche die Prismen 822 auf der Seite 820 trennen,
ein. Vom Punkt 841 wird das Licht zum Punkt 842 auf
einem der reflektierende Bereiche 832 auf der Seite 830 gebrochen,
wo es in Richtung des Punktes 843 auf der Facette 824a reflektiert
wird. Von der Facette 824a wird das Licht zum Punkt 844 auf
der anderen Facette 824b reflektiert, wo es zum Punkt 845 auf
einem der durchlässigen
Bereiche 834 auf der Seite 830 reflektiert wird.
Das Licht wird dann am Punkt 845 durch die Seite 830 gebrochen,
womit es seinen Durchgang durch den rückdurchlässigen Artikel 810 beendet
hat. Obgleich das Licht 840 durch den rückdurchlässigen Artikel 810 rückdurchgelassen
wird, kann ein Teil des Lichts, das sich in den richtigen Winkeln
auf den rückdurchlässigen Artikel 810 zubewegt,
sowohl durch die planare Fläche 826 als
auch einen der durchlässigen
Bereiche 834 auf der Seite 830 ohne Reflexion
oder Rückdurchlässigkeit
durchgelassen werden.
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Die
Richtung des Lichts, wie in 21 veranschaulicht,
zwischen den Punkten 842 und 843 ist parallel
zur Richtung des Lichts zwischen den Punkten 844 und 845,
das in die Ebene I hineinprojiziert wird. Es ist die parallele Ausrichtung
jener zwei reflektierten Wege innerhalb des Artikels 810,
die für die
Rückdurchlässigkeit
des Lichts in der Ebene I und in weitere Ebenen, die auch im rechten
Winkel zur Ebene II verlaufen, verantwortlich ist. Die Rückdurchlässigkeit
des Lichts 840 ist in 21 zu
sehen, wo sich Licht 840 auf die planare Fläche 826 in
einem Winkel κ abseits
der normalen Achse 812 zubewegt. Nach dem Austreten auf der
Seite 830 des rückdurchlässigen Artikels 810 wird
das Licht in einem Winkel ϕ abseits der normalen Achse 812 gerichtet, wobei
der Austrittswinkel die gleiche Größenordnung, aber das entgegengesetzte
Vorzeichen im Vergleich zum Eintrittswinkel hat.
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22 ist
eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels 810 entlang
der Richtung des Pfeils 804, die senkrecht zur Ebene II
aus 20 verläuft.
Aus dieser Perspektive ist eine der Facetten 824 der Prismen 822 auf
der Seite 820 zusammen mit einem Abschnitt einer der planaren
Flächen 826 zu
sehen. Der Lichtstrahl 840 ist ebenfalls in 22 veranschaulicht,
und er tritt in den rückdurchlässigen Artikel 810 durch
Punkt 841 auf einer der planaren Flächen 826 ein, wo er
zum Punkt 842 auf einem der reflektierenden Bereiche 832 auf
der Seite 830 gebrochen wird. Vom Punkt 842 wird
das Licht zu einem der Prismen 822 auf der Seite 820 reflektiert,
wo es zurück
in Richtung der Seite 830 retroreflektiert wird und den rückdurchlässigen Artikel 810 durch
einen durchlässigen
Bereich 834 auf der Seite 830 verlässt.
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Die
Auswirkung des rückdurchlässigen Artikels 810 auf
das Licht 840 in Ebene II ist vor allem Durchlässigkeit,
d. h. das Licht wird in Ebene II nicht rückdurchgelassen, wie es in
Ebene I geschieht. Weil der rückdurchlässige Artikel 810 Licht
nur in Ebenen im rechten Winkel zur Ebene II rückdurchgelassen, ist er ein
beschränkt
rückdurchlässiger Artikel.
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Unbeschränkt rückdurchlässige Artikel
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23 zeigt
eine Ausführungsform
eines rückdurchlässigen Artikels 910,
der zur unbeschränkten
Rückdurchlässigkeit
befähigt
ist, d. h. zur Rückdurchlässigkeit
einfallenden Lichts in zwei Ebenen. Der rückdurchlässige Artikel 910 enthält zwei
gegenüberliegende
Seiten 920 und 930.
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Die
Seite 920 enthält
eine oder mehrere, vorzugsweise mehrere, Prismen 922, die
durch im rechten Winkel zueinander stehende Facetten 924a und 924b gebildet
werden (im Folgenden zusammen als Facetten 924 bezeichnet).
Die Prismen 922 sind vorzugsweise auf eine erste Achse 914 ausgerichtet, wie
in 23 zu sehen. Wenigstens einige der Prismen 922 sind
durch planare Flächen 926 voneinander
beabstandet. Die planare Fläche 926 dient
dem Eintreten und/oder Austreten von Licht in das Innere bzw. aus
dem Inneren des rückdurchlässigen Artikels 910.
Infolge dessen ist es bevorzugt, dass die planaren Flächen 926 wenigstens
einen Teil, vorzugsweise den größten Teil,
des auf sie auftreffenden Lichts durchlassen.
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Ähnlich der
Seite 920 enthält
auch die gegenüberliegende
Seite 930 ein oder mehrere, vorzugsweise mehrere, Prismen 932,
die durch im rechten Winkel zueinander stehende Facetten 934a und 934b gebildet
werden (im Folgenden zusammen als Facetten 934 bezeichnet).
Die Prismen 932 sind vorzugsweise auf eine zweite Achse 916 ausgerichtet, wie
in 23 zu sehen. wenigstens einige der Prismen 932 auf
der Seite 930 sind ebenfalls vorzugsweise durch planare
Flächen 936 voneinander
beabstandet. Die planaren Flächen 936 dienen
dem Eintreten und/oder Austreten von Licht in das Innere bzw. aus
dem Inneren des rückdurchlässigen Artikels 910.
Infolge dessen ist es bevorzugt, dass die planare Flächen 936 wenigstens
einen Teil, vorzugsweise den größten Teil,
des auf sie auftreffenden Lichts durchlassen.
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Es
ist bevorzugt, aber nicht erforderlich, dass die erste und zweite
Achse 914 bzw. 916 rechtwinklig zueinander ausgerichtet
sind. Infolge dessen ist es bevorzugt, aber nicht erforderlich,
dass die Prismen 922 auf der Seite 920 ebenfalls
im rechten Winkel zu den Prismen 932 auf der Seite 930 ausgerichtet
sind (wenn der rückdurchlässige Artikel 910 entlang
einer Achse betrachtet wird, die zu beiden Seiten 920 und 930 senkrecht
verläuft).
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Ebenfalls
in 23 gezeigt ist ein Paar Ebenen, wobei die Ebene
I parallel zu den Prismen 922 auf der Seite 920 sowie
zu der ersten Achse 914 ausgerichtet ist. Die Ebene II
ist parallel zu den Prismen 932 auf der Seite 930 sowie
zu der Achse 916 ausgerichtet. Die Prismen 932 lassen
Licht in der Ebene I zurück
durch (und anderen Ebenen im rechten Winkel zur Ebene II), und die
Prismen 922 lassen Licht in der Ebene II zurück durch
(und den weiteren Ebenen im rechten Winkel zur Ebene I). Die Rückdurchlässigkeit
in beiden Ebenen I und II vollzieht sich so, wie es allgemein oben
mit Bezug auf 21 im rückdurchlässigen Artikel 810 beschrieben
ist.
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Einen
weitere Variation ist, dass der Artikel 910 in einen retroreflektierenden
Abbildungsartikel umgewandelt werden kann, indem man eine der Seiten 920 oder 930 so
modifiziert, dass sie im Wesentlichen das gesamte Licht, das von
der gegenüberliegenden
Seite auf sie auftrifft, reflektiert. Ein Beispiel eines solchen
Artikels ist in den 5 und 5A oben
gezeigt.
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Weitere Betrachtungen
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Obgleich
perfekte rückdurchlässige Abbildungsartikel
Prismen mit perfekt planaren Facetten, die in perfekten 90-Grad-Winkeln
ausgerichtet sind, oder lineare linsenförmige Elemente mit perfekt
geformten Linsen sowie gewünschtenfalls
planare durchlässige
Flächen,
welche die Prismen voneinander trennen und ebenfalls perfekt planar
und parallel sind, enthalten können,
ist dem Fachmann klar, dass einige kleinere Abweichungen in den
Flächen
möglich
sind. Das Ergebnis ist, dass Licht möglicherweise nicht perfekt,
d. h. in perfekt gleichen, aber vorzeichenverkehrten Winkeln zu
den normalen Achsen, rückdurchgelassen
wird. Diese Abweichungen können
durch Schwankungen bei der Ausrichtung der Facettenpaare verursacht
werden. Beispielsweise können
Unregelmäßigkeiten
bei der Herstellung der Facettenpaare dazu führen, dass sie geringfügig abweichen,
oder es gibt Abweichungen, die bewusst in das Design der rückdurchlässigen Artikel
eingearbeitet wurden und die bei wenigstens einigen von ihnen geringfügige Abweichungen
hervorrufen. In der Regel jedoch fällt das rückdurchgelassene Licht in einen brauchbaren
Bereich. Dieser Rückdurchlässigkeits-"Bereich" kann in einigen Fällen sogar von Vorteil sein.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Rückdurchlässigkeit
sowohl die perfekte Rückdurchlässigkeit
als auch die nicht-perfekte Rückdurchlässigkeit,
vorausgesetzt, das ein bedeutender Teil des Lichts, das rückdurchgelassen
werden soll, rückdurchgelassen
wird.
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Oben
sind zwei rückdurchlässige Artikel
beschrieben worden, um die Prinzipien und Merkmale von rückdurchlässigen Artikeln
gemäß der vorliegenden
Erfindung zu veranschaulichen. Es versteht sich jedoch, dass die
Erfindung nicht auf die veranschaulichenden Ausführungsformen, die im vorliegenden Text
beschrieben sind, beschränkt
werden darf.
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Zum
Beispiel, obgleich die rückdurchlässigen Artikel 810 und 910 mit
gleichmäßig großen und voneinander
beabstandeten Prismen gezeigt sind, könnten die rückdurchlässigen Artikel auch mit ungleichmäßig großen und/oder
ungleichmäßig voneinander
beabstandeten Prismen versehen sein, wie in 24 zu
sehen. Die Prismen 1022 in dem rückdurchlässigen Artikel 1010 sind
ungleichmäßig groß und sind
um die Seite 1020 des rückdurchlässigen Artikels 1010 herum
in einem unregelmäßigen Muster
beabstandet. Der Effekt kann eine Verbesserung des Produktverhaltens
des rückdurchlässigen Artikels 1010 bei
der Rückdurchlässigkeit
von Licht sein, das in den rückdurchlässigen Artikel 1010 in
einem breiten Bereich von Winkeln bezüglich einer Achse, die normal
zur Seite 1020 verläuft,
eintritt. Die rückdurchlässigen Artikel
gemäß der vorliegenden
Erfindung können
auch mit gleichmäßig großen Prismen, die
mit ungleichmäßiger Beabstandung
verteilt sind, oder mit ungleichmäßig großen Prismen, die mit gleichmäßiger Beabstandung
verteilt sind, versehen sein.
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Ein
weiteres Beispiel ist 25, das ein System zum Erzeugen
einer versetzten Abbildung unter Verwendung eines retroreflektierenden
Artikels 310 veranschaulicht, der zweiachsige retroreflektierende Elemente
enthält,
die entlang der Achse 316 ausgerichtet sind, wie in 25 gezeigt.
Die Lichtstrahlen 340 und 342 von dem Objekt 360 werden
von dem Artikel 310 reflektiert, so dass ein Bild 362 in
den Augen 364 eines Betrachters entsteht. Weil das System nur
eine einzelne Gruppe zweiachsiger retroreflektierender Elemente
enthält,
bietet das System ein Abbilden nur für Betrachter, deren beide Augen
sich in einer Ebene befinden, die im rechten Winkel zur Achse 316 verläuft.
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26 und 26A veranschaulichen ein weiteres System zum Erzeugen
eines versetzten Abbildens in einer ähnlichen Weise wie ein Bildwerfer unter
Verwendung eines retroreflektierenden Systems 500, das
doppelachsige retroreflektierende optische Flächen 520' und 530' enthält. 26 ist
eine perspektivische Ansicht des Systems, und 26A ist eine Ansicht des Systems entlang dem Pfeil 513' in 26,
um die Anordnung der zwei gegenüberliegenden
optischen Flächen 520' und 530' besser zu veranschaulichen.
Die optische Fläche 530' ist vorzugsweise,
aber nicht notwendigerweise, allgemein im rechten Winkel zum Objekt 560' ausgerichtet,
wie durch die Draufsicht angedeutet, in der nur die obere Kante
der optischen Fläche 530' zu sehen ist.
Die optische Fläche 520' ist in einem
Winkel bezüglich
des Objekts 560' ausgerichtet
und hat eine obere Kante 521' und
eine untere Kante 522'.
Infolge dessen schneidet die Ebene, die durch die erste optische Fläche 520' gebildet wird,
die Ebene, die durch die zweite optische Fläche 530' gebildet wird.
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Die
optische Fläche 520' enthält mehrere zweiachsige
retroreflektierende Elemente, die auf die Achse 516' ausgerichtet
sind und im rechten Winkel zur Achse 516'' verlaufen.
Die optische Fläche 530' enthält mehrere
zweiachsige retroreflektierende Elemente, die auf die Achse 536' ausgerichtet
sind und im rechten Winkel zur Achse 536'' verlaufen.
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Damit
das System 500 eine unbeschränkte versetzte retroreflektierende
Abbildung erzeugen kann, ist es bevorzugt, dass die Achse 516'' in einer Ebene liegt, die zur
Achse 536' parallel
verläuft,
und des Weiteren, dass die Achse 536'' in
einer Ebene liegt, die parallel zur Achse 516' verläuft. Außerdem sollten
die optischen Flächen 520' und 530' so angeordnet
sein, dass abbildendes Licht von beiden Flächen reflektieren kann, um
ein Bild entstehen zu lassen.
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Es
ist bevorzugt, dass die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente
der ersten und der zweiten Fläche 520' bzw. 530' unmittelbar
nebeneinander angeordnet sind. Oder anders ausgedrückt: Die
erste und die zweite Fläche 520' bzw. 530' enthalten vorzugsweise
keine planaren Flächen
zwischen zweiachsigen retroreflektierenden Elementen, wie beispielsweise
in den 2A–2C zu
sehen.
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Während des
Gebrauchs trifft Licht von dem Objekt 560' auf die optische Fläche 520' und wird durch
die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente auf dieser Fläche in Richtung
der optischen Fläche 530' reflektiert,
wobei die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente auf dieser
Fläche
das Licht reflektieren, so dass das Bild 562' entsteht. Die Hinzufügung der
zweiten optischen Fläche 530' von dem System
aus 25 ermöglicht
ein unbeschränktes versetztes
Abbilden, d. h. die Betrachter brauchen nicht in einer bestimmten
planaren Ausrichtung relativ zu den optischen Flächen 520' und 530' zu stehen, um
das Bild 562' zu
sehen. Des Weiteren kann das gesamte Bild durch einen einzelnen
Betrachter gesehen werden, indem ein diffuser Reflektorschirm an die
Stelle des Bildes 562' gesetzt
wird.
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Ein
Vorteil des Systems aus den 26 und 26A ist, dass ein versetztes Bild ähnlich dem Bild,
das durch einen Bildwerfer entsteht, erzeugt werden kann, ohne dass
Linsen und andere teurere optische Komponenten benötigt werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Trapezbildung in das Bild eingefügt werden
kann, um Trapezbildung zu korrigieren, die beispielsweise von einem
falsch ausgerichteten Bildschirm herrührt. Ein weiterer Vorteil ist,
dass das System 500 ein Bild erzeugt, das frei von Farbproblemen ist.
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Oben
ist eine Vielzahl von Artikeln zur optischen Abbildung beschrieben
worden, um die Prinzipien und Merkmale des optischen Abbildens unter Verwendung
von Prismen gemäß der vorliegenden Erfindung
zu veranschaulichen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung
nicht auf die im vorliegenden Text beschriebenen veranschaulichenden
Ausführungsform
zu beschränken
ist.
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Herstellungsbetrachtungen
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Die
Artikel zur optischen Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung
können
durch Replizierung unter Verwendung von Formen, die durch viele verschiedene
Verfahren ausgebildet sind, hergestellt werden, einschließlich jener,
die man gemeinhin als Stiftbündelung
und direkte maschinelle Bearbeitung bezeichnet. Formen, die unter
Verwendung von Stiftbündelung
hergestellt werden, werden durch Gruppieren einzelner Stifte hergestellt,
von denen jeder einen Endabschnitt aufweist, der mit den gewünschten Merkmalen
des Artikels zur optischen Abbildung ausgebildet ist. Beispiele
für Stiftbündelung
sind beispielsweise im US-Patent Nr. 3,926,402 an Heenan und Mitarbeiter
und in den britischen Patenten Nr. 423,464 und Nr. 441,319 an Leray
beschrieben. Bei der Technik der direkten maschinellen Bearbeitung, die
manchmal als Linieren bezeichnet wird, werden Abschnitte eines Substrats
abgeschnitten, so dass eine strukturierte Fläche entsteht. Diese Technik kann
dazu verwendet werden, die eigentlichen Artikel zur optischen Abbildung
oder die Formen zur Herstellung von Artikeln zur optischen Abbildung
herzustellen. Beispiele solcher Linierungs-, Formgebungs- und Frästechniken
sind in den US-Patenten Nr. 3,712,706 (Stamm), Nr. 4,349,598 (White),
Nr. 4,588,258 (Hoopman), Nr. 4,895,428 (Nelson und Mitarbeiter)
und Nr. 4,938,563 (Nelson und Mitarbeiter) beschrieben.
-
Eine
weitere Herstellungstechnik, die verwendet werden kann, kann als
Plattenbündelung
bezeichnet werden, wobei Platten gebündelt werden, wobei der Rand
des Plattenbündels
das gewünschte Profil
bildet, das zum Ausbilden der Prismen auf den Artikeln zur optischen
Abbildung der vorliegenden Erfindung benötigt wird. In vielerlei Hinsicht
wird die Plattenbündelung
gemäß den gleichen
Verfahren bewerkstelligt, die im Zusammenhang mit der Stiftbündelung
verwendet werden.
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Obgleich
die Artikel zur optischen Abbildung der vorliegenden Erfindung,
die im vorliegenden Text beschrieben sind, allgemein mittels Formen
hergestellt werden, versteht es sich, dass auch jedes andere geeignete
Verfahren zum Einsatz kommen könnte.
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Die
Artikel zur optischen Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung
können
in makro- oder mikrostrukturierter Form (oder einer Kombination
aus beiden) hergestellt werden und weisen in der Regel die oben
besprochenen retroreflektierenden oder rückdurchlässigen Eigenschaften in jeder
beliebigen Kombination von mikro- und makrostrukturierter Form auf.
Makrostrukturierte Artikel können
aus vielen verschiedenen Materialien und in allen zweckmäßigen Abmessungen
je nach dem vorgesehenen Einsatz- oder Verwendungszweck des Artikels
hergestellt werden. Zu mikrostrukturierten Artikeln gehören in der
Regel kleine Prismen, vorzugsweise etwa 16 Prismen oder mehr je
Zentimeter, quer zu den linearen Scheiteln der Prismen gemessen
(etwa 40 Prismen oder mehr je Inch), obgleich es in einigen Fällen bevorzugt
sein kann, etwa 28 Prismen oder mehr je Zentimeter vorzusehen (etwa
70 Prismen je Inch). Es kann des Weiteren in einigen Situationen
von Vorteil sein, dünne
mikrostrukturierte Folien zu verwenden, welche die oben beschriebenen
Strukturen aufweisen.
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Die
geeigneten Materialien für
Artikel zur optischen Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung können variieren,
obgleich die Artikel in der Regel aus transparenten Materialien
hergestellt werden, die abmessungsstabil, dauerhaft, witterungsbeständig und
in der gewünschten
Konfiguration problemlos replizierbar sind. Beispiele für geeignete
Materialien sind Glas, Acrylwerkstoffe mit einem Brechungsindex von
etwa 1,5 (z. B. Harz der Marke PLEXIGLASS von der Rohm & Haas Company),
Polycarbonate mit einem Brechungsindex von etwa 1,59, Ionomere auf Polyethylenbasis
(z. B. die Marke SURLYN von der E. I. DuPont de Nemours and Co.,
Inc.), Polyester, Polyurethane und Zelluloseacetatbutyrate. Weitere Beispiele
sind reaktive Materialien wie beispielsweise jene, die in den US-Patenten
Nr. 4,576,850, Nr. 4,582,885 und Nr. 4,668,558 gelehrt werden.
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Polycarbonate
sind besonders für
transparente Artikel aufgrund ihrer Zähigkeit, Temperaturstabilität und ihres
relativ höheren
Brechungsindex' (etwa
1,59) bevorzugt, was allgemein zu einem verbesserten Produktverhalten über einen
breiteren Bereich von Eintrittswinkeln hinweg beiträgt, wenn
Zweitflächenreflektoren
verwendet werden, die auf der Grundlage innerer Totalreflexion mit
einer Luftgrenzfläche
funktionieren. Der höhere
Brechungsindex führt
zu einer größeren Brechungsindexdifferenz
zur Verstärkung
der inneren Totalreflexion an der strukturierten Fläche. In
einigen Fällen,
wo Licht durch den Artikel zur optischen Abbildung durchgelassen
wird, wie beispielsweise bei einem rückdurchlässigen Artikel, kann es wünschenswert
sein, Materialien mit niedrigeren Brechungsindices zu verwenden,
um den Bereich des Lichts zu verbessern, das durch den Artikel durchgelassen
wird. wo zum Beispiel Durchlässigkeit
wichtig ist, können
Acrylwerkstoffe (mit einem Brechungsindex von etwa 1,5) eine vorteilhafte
Kombination von Eigenschaften bieten. Die Materialien, die zur Herstellung
der Artikel zur optischen Abbildung verwendet werden, können des
Weiteren UV-Stabilisatoren oder andere Zusatzstoffe enthalten, um
ihre Witterungsbeständigkeit,
Dauerhaftigkeit, Zähigkeit
oder sonstige gewünschte
Eigenschaften zu verbessern.
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Obgleich
transparente Materialien für
die Herstellung von Artikeln zur optischen Abbildung gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt sind, versteht es sich des Weiteren, dass Erstflächenartikel zur
optischen Abbildung der vorliegenden Erfindung aus lichtundurchlässigen Materialien
hergestellt werden können,
die erforderlichenfalls eine reflektierende Beschichtung enthalten
können,
um ihre reflektierenden Eigenschaften zu verbessern. Solche Beschichtungen
könnten
einen metallischen oder einen dielektrischen Schichtenaufbau enthalten.
Des Weiteren könnten
sogar transparente Materialien teilweise oder vollständig mit
Materialien beschichtet sein, die ihr Reflexionsvermögen verbessern,
und solche Kombinationen könnten
sowohl in Erst- als auch in Zweitflächenartikeln zur optischen
Abbildung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden.
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Es
kann des Weiteren von Vorteil sein, die Artikel zur optischen Abbildung
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem oder mehreren Farbstoffen, Färbemitteln oder Pigmenten zu
versehen, um die Auffälligkeit
der Bilder zu erhöhen,
die mittels der Artikel erzeugt werden. Im Sinne des vorliegenden
Textes meint der Begriff "Färbemittel" jegliche Farbstoffe, Färbemittel,
Pigmente usw., die zum Bewirken einer sichtbaren Farbveränderung
in den Artikeln zur optischen Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
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Dem
Fachmann fallen verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden
Erfindung ein, ohne dass vom Geltungsbereich dieser Erfindung abgewichen
wird, und versteht es sich, dass diese Erfindung nicht unangemessen
auf die im vorliegenden Text beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen
beschränkt
werden darf.