DE69932853T2

DE69932853T2 - Abbildende artikel und zweiachsige retroreflektierende elemente verwendende verfahren

Info

Publication number: DE69932853T2
Application number: DE69932853T
Authority: DE
Inventors: F. John Saint Paul DREYER
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: WO2000065382A2; WO2000065382A3; CN1354835A; CN1179218C; AU6745600A; EP1151327A2; EP1151327B1; DE69932853D1; JP2002543447A; US6055108A

Description

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.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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.
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.
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.
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.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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.
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.
Die vorliegende Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
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.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Artikel zur optischen Abbildung und der Verfahren zu ihrer Verwendung werden im Folgenden beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines retroreflektierenden Abbildungssystems, das 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente enthält.
2A ist eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 1 entlang der Linie 2A-2A.
2AA ist eine Querschnittsansicht einer alternativen strukturierten Fläche, die sich in Verbindung mit dem System eignet.
2B ist eine Querschnittsansicht einer weiteren strukturierten Fläche des Systems von 1 entlang der Linie 2B-2B.
2C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines alternativen zweiachsigen retroreflektierenden Elements.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren retroreflektierenden Abbildungssystems, das 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente enthält.
4A ist eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems aus 3 senkrecht zur Ebene I.
4B ist eine Querschnittsansicht einer weiteren strukturierten Fläche des Systems aus 3 senkrecht zur Ebene II.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines retroreflektierenden Abbildungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
5A ist ein Schaubild des retroreflektierenden Abbildungssystems von 5 mit veranschaulichenden Strahlen, die auf die Ebene 5A in 5 projiziert sind.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines auf zwei Wegen retroreflektierenden Abbildungssystems, das strukturierte Flächen mit 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente enthält.
7 ist ein Seitenaufriss des Systems von 6.
8A ist eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 6 entlang der Linie 8A-8A.
8B ist eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 6 entlang der Linie 8B-8B.
8C ist eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Systems von 6 entlang der Linie 8C-8C.
9 ist ein Seitenaufriss eines weiteren retroreflektierenden Abbildungsartikels, der 90-Grad-Prismen als die zweiachsigen retroreflektierenden Elemente enthält.
9A ist eine teilweise Ansicht eines alternativen retroreflektierenden Abbildungsartikels.
9B ist eine teilweise Ansicht eines alternativen retroreflektierenden Abbildungsartikels.
9C ist eine teilweise Ansicht eines alternativen retroreflektierenden Abbildungsartikels.
10 ist eine Unteransicht des retroreflektierenden Abbildungsartikels von 9.
11 ist eine Querschnittsansicht einer strukturierten Fläche des Artikels von 9 entlang der Linie 11-11.
12 veranschaulicht spiegelnde Reflexion, Retroreflexion, Durchlässigkeit und Rückdurchlässigkeit.
13 veranschaulicht die Rückdurchlässigkeit eines Bildes.
14 veranschaulicht einen rückdurchlässigen Artikel und zwei zueinander im rechten Winkel stehende Ebenen, die den Artikel schneiden.
15 ist eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels von 14 senkrecht zur Ebene I.
16 ist eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels von 14 senkrecht zur Ebene II.
17 veranschaulicht einen rückdurchlässigen Artikel und zwei zueinander im rechten Winkel stehende Ebenen, die den Artikel schneiden.
18 ist eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels von 17 senkrecht zur Ebene I.
19 ist eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels von 17 senkrecht zur Ebene II.
20 ist eine perspektivische Ansicht eines rückdurchlässigen Artikels, der zur beschränkten Rückdurchlässigkeit befähigt ist, und der Bezugsebenen I und II.
21 ist eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels von 20 senkrecht zur Ebene I.
22 ist eine Ansicht des rückdurchlässigen Artikels von 20 senkrecht zur Ebene II.
23 ist eine perspektivische Ansicht eines rückdurchlässigen Artikel, der zur unbeschränkten Rückdurchlässigkeit befähigt ist, und der Bezugsebenen I und II.
24 ist eine Draufsicht auf eine Seite eines rückdurchlässigen Artikels.
25 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems zum versetzten Abbilden.
26 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Systems zum versetzten Abbilden.
26A ist eine Ansicht des Systems von 26 entlang dem Pfeil 513' in 26.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Überlagertes Abbilden mittels Retroreflexion
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
Nachdem nun eine Vielfalt veranschaulichender retroreflektierender Abbildungssysteme bzw. Artikel beschrieben wurde, können wir uns jetzt den versetzten oder rückdurchlässigen Abbildungssystemen bzw. Artikeln zuwenden.
Versetzte optische Abbildung
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
Unbeschränkte Rückdurchlässigkeit
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.
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.
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.
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.
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.
Beschränkt rückdurchlässige Artikel
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Unbeschränkt rückdurchlässige Artikel
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.
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.
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.
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).
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.
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.
Weitere Betrachtungen
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Herstellungsbetrachtungen
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Artikel (810) zur optischen Abbildung, aufweisend: eine erste Seite (820), die mehrere erste zweiachsige retroreflektierende Elemente (822) aufweist, die in einer ersten Ebene angeordnet sind, wobei jedes der ersten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente allgemein mit einer ersten Achse (814) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite ferner mehrere planare durchlässige erste Flächen (826), die parallel zu der ersten Ebene ausgerichtet sind; und eine zweite Seite (830) aufweist, die einen Anteil des Lichts, das auf sie auftrifft, reflektiert und einen Anteil des Lichts, das auf sie auftrifft, durchlässt.
Artikel nach Anspruch 1, wobei die zweite Seite (830) mehrere reflektierende und durchlässige Bereiche (832, 834) aufweist, wobei die reflektierenden Bereiche (832) planar sind und parallel zu der ersten Ebene ausgerichtet sind und im Wesentlichen das gesamte auf sie auftreffende Licht reflektieren, und wobei ferner die durchlässigen Bereiche (834) wenigstens einen Anteil des auf sie auftreffenden Lichts durchlassen.
Artikel nach Anspruch 2, wobei die durchlässigen Bereiche (834) der zweiten Seite (830) planar sind und parallel zu der ersten Ebene orientiert sind.
Artikel nach Anspruch 2, wobei die reflektierenden und die durchlässigen Bereiche (832, 834) mit der ersten Achse (814) ausgerichtet sind.
Artikel nach Anspruch 1, wobei die zweite Seite (230) mehrere zweite zwei-achsige retroreflektierende Elemente (232) aufweist, die in einer zweiten Ebene angeordnet sind und mit einer zweiten Achse ausgerichtet sind, wobei die zweite Seite ferner mehrere reflektierende planare zweite Flächen aufweist, die parallel zu der zweiten Ebene orientiert sind, wobei die zweiten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente von der ersten Seite beabstandet sind, wobei die erste und die zweite Achse allgemein im rechten Winkel zueinander stehen.
Artikel nach Anspruch 5, wobei jede der planaren durchlässigen ersten Flächen (226) zwischen zwei der ersten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente (222) angeordnet ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei jede der planaren durchlässigen zweiten Flächen zwischen zwei der zweiten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente (232) angeordnet ist.
Artikel nach Anspruch 1, wobei die zweite Seite (930) mehrere zweite zwei-achsige retroreflektierende Elemente (932) aufweist, die in einer zweiten Ebene angeordnet sind und mit einer zweiten Achse (916) ausgerichtet sind, wobei die zweite Seite ferner mehrere planare zweite Flächen (936) aufweist, die parallel zu der zweiten Ebene orientiert sind, wobei die zweiten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente von der ersten Seite beabstandet sind, wobei die erste und die zweite Achse (914, 916) allgemein im rechten Winkel zueinander stehen.
Artikel nach Anspruch 8, wobei die mehreren planaren ersten Flächen (926) und die mehreren planaren zweiten Flächen (936) einen Anteil des auf sie auftreffenden Lichts durchlassen und wobei ferner die mehreren planaren ersten Flächen (926) und die mehreren planaren zweiten Flächen (936) einen Anteil des auf sie auftreffenden Lichts reflektieren.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens eines der ersten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente (222) aus den mehreren ersten zwei-achsigen retroreflektierenden Elementen einen linearen Scheitel und ein Paar planarer Facetten, die im rechten Winkel zueinander orientiert sind, aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei wenigstens eines der zweiten zwei-achsigen retroreflektierenden Elemente (232) aus den mehreren zweiten zwei-achsigen retroreflektierenden Elementen einen linearen Scheitel und ein Paar planarer Facetten, die im rechten Winkel zueinander orientiert sind, aufweist.
Abbildungsverfahren, aufweisend: Bereitstellen eines Artikels zur optischen Abbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; Richten von Licht von einem Objekt auf den Artikel zur optischen Abbildung; und Betrachten eines Bildes des Objekts.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Abbildung eine retroreflektierende übereinanderliegende Abbildung aufweist und wobei ferner das Bild ein retroreflektiertes Bild aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Abbildung eine rückdurchlässige Abbildung aufweist und wobei ferner das Bild ein rückdurchgelassenes Bild aufweist.