可變光陣列和該可變光學陣列的制作方法技術

本發明專利技術把聚焦處理的透鏡分為兩個或更多表面，每一表面上采納多個彎曲形軸向光學裝置單元。軸向光學裝置可以通過模制法、機械加工法、或通過懸置膜法制作。如果使用懸置膜法，則光學裝置兩側可以有透明的懸置膜。或者，懸置膜光學裝置一側可以使用反射膜。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及透鏡陣列、制作透鏡陣列的方法、和各種透鏡陣列系統的構建。
技術介紹
使用彎曲的軸向單元的光學陣列，有若干應用。但是，過去的努力，是針對把這樣的單元用作淋浴間門的遮羞玻璃(聯接成陣列的一系列圓柱形玻璃)。迄今為止，尚未見有人把這樣的單元，制成光學質量單元的透鏡。即使存在這樣的努力，但在陣列中生產大量透鏡、生產非常小透鏡的陣列、和已經制成陣列制作工具之后修改透鏡特性的麻煩，都是困難的。這些是當前限制光學透鏡陣列的利用和使用范圍的全部不利因素。制作這樣的一種工具是昂貴的、極其困難的、也是一旦制作后不適合修改的。
技術實現思路
本專利技術采取完全不同的途徑，克服前述的缺點。具體說，本專利技術把聚焦處理的透鏡分為兩個或更多表面，每一表面上采納多個軸向光學裝置單元；作為例子，這里“軸向光學裝置”包括圓柱透鏡的使用。在圓柱透鏡的情形，如果橫截圓柱的軸切割透鏡，切割露出的周線與沿透鏡別的地方橫向切割相同。雖然本專利技術絕不限于圓柱透鏡，但它們是軸向光學裝置常見又容易理解的例子。類似地，雖然本專利技術涵蓋除光以外的能量(例如聲波和無線電波)，但本文將限于光，因為可見系統是十分熟悉的。軸向光學裝置可以用模制法、機械加工法、或通過懸置膜法制作。如果使用懸置膜法，則有幾種選擇。首先，光學裝置兩側可以有透明的懸置膜。這種裝置導致的實際應用，包括多重成像裝置和背投影屏，兩者將在下面更詳細說明。其次，光學裝置一側可以用反射膜，導致的實際應用有，例如下面將更詳細說明的前投影屏，和共同待決的美國專利申請中說明那種類型的多重成像裝置，該專利的標題是“Reflective Multi-Image Surface”，于2004年11月18日申請。本專利技術有力的實際震撼效果是，可在小的面積上建立大量光學單元(約每平方英尺90,000個分立的透鏡)，且無需改變透鏡單元的加工工具，卻可改變透鏡的曲率。本專利技術對更大面積的適用性，從本文后面提供的更詳細說明，將變得十分明顯。應當指出，詳細說明連同表明本專利技術優選實施例的具體例子，僅用于示例說明的目的，不能認為是對本專利技術范圍的限制。附圖說明從詳細的說明和附圖，可以對本專利技術有更完整的了解，附圖有圖1A是第一軸向光學裝置單元的立面圖，該軸向光學裝置單元有接收光的彎曲表面和光輸出的平的表面，且輸出的光在焦平面聚焦成直線。圖1B是第二軸向光學裝置單元的立面圖，該軸向光學裝置單元有接收光的平的表面和光輸出的彎曲表面，且輸出的光在焦平面聚焦成直線。圖1C是立面圖，表明光的物理阻隔。圖1D是立面圖，表明光的部分物理阻隔。圖2A是第一和第二軸向光學裝置單元的立面圖，該兩個軸向光學裝置單元相互垂直放置，彼此以彎曲表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的單個焦點。圖2B是圖2A的頂視圖，其中該兩個軸向光學裝置單元相互垂直放置，彼此以彎曲表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的單個焦點。圖2C是圖2A的側視圖，這里，該兩個軸向光學裝置單元相互垂直放置，彼此以彎曲表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的單個焦點。圖3A是第一和第二軸向光學裝置單元的立面圖，該兩個軸向光學裝置單元相互垂直放置，彼此以平的表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的單個焦點。圖3B是圖3A的頂視圖，其中第一和第二軸向光學裝置單元相互垂直放置，彼此以彎曲表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的單個焦點。圖3C是圖3A的側視圖，這里第一和第二軸向光學裝置單元相互垂直放置，彼此以彎曲表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的單個焦點。圖4是按交叉關系排列的第一和第二軸向光學裝置單元的立面圖，彼此以彎曲表面相對取向，其中的光從光源發出并通過兩個交叉透鏡后被準直。圖5是軸向透鏡單元陣列的立面圖。圖6A是第一軸向透鏡單元陣列和第二軸向透鏡單元陣列的立面圖，該第一和第二軸向透鏡單元陣列相互垂直放置，彼此以彎曲表面相對取向，還畫出通過該兩個軸向光學裝置單元的光的一系列單個焦點。圖6B是圖6A軸向透鏡單元陣列的另一個立面圖。圖6C是圖6A的頂視圖，其中第一和第二軸向透鏡單元陣列相互垂直排列，彼此以彎曲表面相對取向。圖7A是第一軸向透鏡單元陣列，以平的表面最接近第二軸向透鏡單元陣列圓拱表面的立面圖，其中第一陣列在第二陣列之上并垂直于第二陣列取向，還畫出最后結果的立面圖。圖7B是圖7A所示實施例的側視圖。圖7C是圖7A所示實施例的頂視圖。圖8A是相互垂直取向的第一和第二軸向透鏡單元陣列重疊區域的頂視圖，該第一和第二軸向透鏡單元陣列以彎曲表面彼此相向，還畫出最后結果的隱藏線圖。圖8B是圖8A所示相互垂直取向的第一和第二軸向透鏡單元陣列的立面圖，該第一和第二軸向透鏡單元陣列以彎曲表面彼此相向，還畫出最后結果的立面圖。圖8C是相互成45度取向的第一和第二軸向透鏡單元陣列的頂視圖，該第一和第二軸向透鏡單元陣列以彎曲表面彼此相向，還畫出最后結果的隱藏線圖。圖8D是圖8C所示相互成45度取向的第一和第二軸向透鏡單元陣列的立面圖，第一和第二軸向透鏡單元陣列以彎曲表面彼此相向，還畫出最后結果的立面圖。圖8E是以套準(registry)取向的第一和第二軸向透鏡單元陣列的頂視圖，該第一和第二軸向透鏡單元陣列以彎曲表面彼此相向，還畫出最后結果的立面圖。圖8F是圖8E所示套準取向的第一和第二軸向透鏡單元陣列的立面圖，該第一和第二軸向透鏡單元陣列以彎曲表面彼此相向，還畫出最后結果的立面圖。圖9A是一種軸向光學單元陣列第一彎曲表面的側視圖。圖9B是一種軸向光學單元陣列第二彎曲表面的側視圖。圖9C是一種軸向光學單元陣列有隔板的第三彎曲表面的側視圖。圖9D是一種軸向光學單元陣列一系列平的、形成尖頂的表面的側視圖。圖9E是一種軸向光學單元陣列一系列不均勻彎曲表面的側視圖。圖10畫出懸置在工具上的膜的立面圖。圖11畫出有外部附件的模具的立面圖。圖12畫出圖11的模具的立面組裝圖。圖13畫出使用本專利技術的交叉光學陣列的背投影屏系統。圖14說明一類實際應用的一般概念空間復用像消卷積器與相對光源的位置、復合像(Composite Image)、透鏡陣列(Lens Array)、和在兩個收視者角度區域(Viewer Angular Region)內兩個不同的可收視像(Viewable Image)，以及從選擇的透鏡源族(Lens SourceGroup)來的光線例子。圖15畫出9乘9總共81像素的像素陣列，和一個源像(SourceImage)，該像素陣列由復合像構成，該源像由9個像素構成。圖16說明當像被置于它的焦點上時透鏡的一般特征，當中心光線從三個像素每一個來時，復合像中像素位置與可收視像的關系，和非常特殊的每一透鏡源族內像素的排列，根據折射光學裝置特征的像素位置，使像素能量的發送方向，與構成源像的其他像素向收視者發送的方向相同。圖17畫出三個透鏡的外形、焦距的匹配、大小、和相對復合像單元的位置，該三個透鏡利用每一透鏡把像單元分為不同方向，如圖16所示。在本圖畫出的例子中，疊加在9乘9透鏡源族上的9乘9透鏡陣列，將對圖14的空間復用單元消卷積，成為現在是可收視像的9個單獨的源像。圖18畫出一維透鏡陣列。圖19畫出兩維透鏡陣列。圖20畫出玻璃珠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光學系統，包括：獨立的軸向光學單元的第一陣列；與所述獨立軸向光學單元第一陣列進行電磁通信的獨立軸向光學單元第二陣列，并相對地放置，為進入的平行光建立多個焦點，以便產生多個像。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2003-11-18 60/523,0761.一種光學系統，包括獨立的軸向光學單元的第一陣列；與所述獨立軸向光學單元第一陣列進行電磁通信的獨立軸向光學單元第二陣列，并相對地放置，為進入的平行光建立多個焦點，以便產生多個像。2.按照權利要求1的光學系統，其中所述獨立軸向光學單元的第一陣列，可以有選自如下一組的外形正弦形；彎曲形；板形；平的形成尖頂形；和不均勻彎曲形。3.按照權利要求1的光學系統，其中所述獨立軸向光學單元的第二陣列，可以有選自如下一組的外形正弦形；彎曲形；板形；平的形成尖頂形；和不均勻彎曲形。4.一種獨立的軸向光學單元陣列，包括透明膜；和固定于所述透明膜的固化填充材料。5.按照權利要求4的獨立軸向光學單元陣列，有選自如下一組的外形正弦形；彎曲形；板形；平的形成尖頂形；和不均勻彎曲形。6.一種獨立的軸向光學單元陣列，包括反射膜；和固定于所述反射膜的固化填充材料。7.按照權利要求4的獨立軸向光學單元陣列，有選自如下一組的外形正弦形；彎曲形；板形；平的形成尖頂形；和不均勻彎曲形。8.一種光學系統，包括獨立的軸向光學單元的第一陣列；與所述第一陣列聯接的獨立軸向...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彼得D鮑爾森，
申請(專利權)人：莫林技術有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]