光通道及其製造方法

2023-05-06 11:40:36 2

光通道及其製造方法
【專利摘要】本發明提供一種光通道及其製造方法，光通道適用於光學投影系統中，包含：多個反射板，每一反射板鄰設於其它兩個反射板之間，使多個反射板共同形成為中空結構的一光通路；其中至少一反射板具有為傾斜結構的一第一表面，且具有第一表面的反射板以傾斜方式鄰接於其它兩個反射板之間，使光通路的截面為非矩形，且第一表面緊貼於相鄰接的反射板上，以使具第一表面的反射板與相鄰接的反射板之間的一接合處以零缺口的方式相緊貼。
【專利說明】光通道及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光學元件及其製造方法，尤指一種適用於光學投影系統的光機引擎的光通道及其製造方法。
【背景技術】
[0002]光學投影系統已廣泛地運用於簡報及娛樂表演中。在一般光學投影系統中，通常需要一光均勻化裝置以將一光源發出的入射光線聚光且於均勻化其亮度分布後射出，而該光均勻化裝置目前以光通道(light tunnel)來實現。光通道可均勻且準確地將通過其本身的光線投射至一光源調變裝置的有效區域，藉此避免在一光機引擎的特定光路徑中產生亮度不一的問題。
[0003]圖1A為現有光通道的結構示意圖，以及圖1B為圖1A所示的光通道沿著線段A-A的剖面示意圖。如圖1A及圖1B所示，光通道I為四片長條型的反射板(例如反射鏡片)相組接而形成的中空柱體，其中四個反射板包括一頂部反射板11、一底部反射板12、一右側反射板13及一左側反射板14。為組裝形成光通道1，每一反射板與鄰近的反射板邊緣與邊緣相接，而通過將右側反射板13及左側反射板14鄰接於頂部反射板11及底部反射板12，便可形成具有一光線入口 16及一光線出口(未圖示)的光通路(light passage) 15，且可用黏著劑9,例如環氧樹脂(epoxy)、娃膠(silicon rubber)、紫外線光固化型黏著劑(ultra-violet-curved)塗布於相連的頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14間的外部接合處，藉此使頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14可結合而形成光通道I。
[0004]圖2為現有光通道的製造流程示意圖。如圖1A、圖1B及圖2所示，現有光通道I的製造流程如下所述。首先，於步驟Si，先形成四個反射板，包括頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14，其中頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14皆為長方體元件。之後，於步驟S2，將頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14結合而形成光通道I。
[0005]在步驟SI中，頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14的形成過程還包含以下子步驟。首先，於步驟S11，提供附有薄膜的一玻璃板。之後，於步驟S12，將具有薄膜的玻璃板進行裁切工藝，以形成四個長方體的反射板，即頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14。其中,頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14分別為長方體元件，其各自具有六個面，且各自的六個面中，任意兩個相鄰面相互垂直。
[0006]由於頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14皆為長方體元件，因此各反射板的各自的六個面中，任意兩個相鄰面相互垂直。當頂部反射板11、底部反射板12、右側反射板13及左側反射板14需組裝形成光通道1，且需使光通道I的光通路15的一截面為非矩形時，例如圖1B所示，必須將左側反射板14斜放於頂部反射板11及底部反射板12之間來構成截面為非矩形的光通路15。此時,左側反射板14的第一表面141及頂部反射板11的底面111 (或稱內表面)間的接合處將因為左側反射板14為長方體元件而產生一缺口(即間隙)17，亦即一銳角，而此缺口 17將導致光衰退進而惡化光通道I的光學質量，並會在顯示影像上形成黑色線條，進而影響光學投影系統的投影效果。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在於提供一種適用於光學投影系統的光通道及其製造方法，其可使光通道內的光通路的截面為非矩形且使其兩個相連反射板間的接合處不會形成缺口，進而可以提升光通道的光亮度及光學質量，且可避免在顯示影像上形成黑色線條而可以提升光學投影系統的投影效果。
[0008]為達上述目的，本發明的一較廣義實施形式為提供一種光通道，適用於光學投影系統中，包含:多個反射板，每一反射板鄰設於其它兩個反射板之間，使多個反射板共同形成為中空結構的一光通路；其中至少一反射板具有為傾斜結構的一第一表面，且具第一表面的反射板以傾斜方式鄰接於其它兩個反射板之間，使光通路的截面為非矩形，且第一表面緊貼於相鄰接的反射板上，以使具第一表面的反射板與相鄰接的反射板之間的一接合處以零缺口的方式相緊貼。
[0009]為達上述目的，本發明的另一較廣義實施形式為提供一種光通道的製造方法，其中光通道適用於光學投影系統中，光通道的製造方法包括步驟:(a)形成多個反射板，其中的一個反射板具有為傾斜結構的第一表面；以及(b)使多個反射板相連接以形成光通道，其中每一反射板鄰接於其它兩個反射板之間以形成具有中空結構的光通路，其中具第一表面的反射板以傾斜方式設置於其它兩個反射板之間，使光通路的截面為非矩形，且其中第一表面緊貼於相鄰接的反射板上，以使具第一表面的反射板與相鄰接的反射板之間的一接合處以零缺口的方式相緊貼。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A:其為現有光通道的結構示意圖。
[0011]圖1B:其為圖1A所示的光通道沿著線段A-A的剖面示意圖。
[0012]圖2:其為現有光通道的製造流程示意圖。
[0013]圖3A:其為本發明較佳實施例的光通道的結構示意圖。
[0014]圖3B:其為圖3A所示的光通道沿線段B-B的剖面示意圖。
[0015]圖4:其為圖3B所示的左側反射板的結構示意圖。
[0016]圖5:其為圖3A所不的光通道的製造流程不意圖。
[0017]圖6:其為例示將一玻璃板裁切為如圖4所示的左側反射板的形成示意圖。
[0018]其中，附圖標記說明如下:
[0019]1、2:光通道
[0020]11,21:頂部反射板
[0021]111,211:底面
[0022]12、22:底部反射板
[0023]13、23:右側反射板
[0024]14、24:左側反射板[0025]141、231、241:第一表面
[0026]15、25:光通路
[0027]16、26:光線入口
[0028]17:缺口
[0029]221:頂面
[0030]232:第二表面
[0031]242:第二表面
[0032]243:第三表面
[0033]244:第四表面
[0034]245:入口端表面
[0035]246:出口端表面.[0036]7:玻璃板
[0037]8:基座
[0038]80:平臺
[0039]9:黏著劑
[0040]A-A:剖面線
[0041]B-B:剖面線
[0042]Cl:第一外部接合處
[0043]C2:第二外部接合處
[0044]C3:第三外部接合處
[0045]C4:第四外部接合處
[0046]SrS2:現有光通道的製造步驟
[0047]S1TS12:步驟SI的子步驟
[0048]S3^S4:本發明光通道的製造步驟
[0049]S3TS33:步驟S3的子步驟
[0050]θ 1~Θ4:第一角度~第四角度
[0051]L:裁切線
【具體實施方式】
[0052]體現本發明特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的形式上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及圖示在本質上用於說明，而非架構於限制本發明。
[0053]圖3A為本發明較佳實施例的光通道的結構示意圖；以及圖3B為圖3A所示的光通道沿線段B-B的剖面示意圖。如圖3A及圖3B所示，光通道2適用於一光學投影系統的一光機引擎(未圖標)，但不以此為限，以用於聚光並使其亮度分布均勻化。該光通道2包含多個反射板，例如四個反射板21，22，23，24，以及由所述多個反射板21，22，23，24所定義形成的具有一光線入口 26及一光線出口(未圖示)的一光通路25。其中所述四個反射板包括頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24 (或分別稱為第一、第二、第三及第四反射板)，且各自具有六個表面，並可由例如非透光玻璃或是具反射層薄膜的透光玻璃所構成，但不以此為限。
[0054]於本實施例中，頂部反射板21及底部反射板22可以平行的方式相對設置，且頂部反射板21及底部反射板22的形狀可相同或相似，但不以此為限。右側反射板23及左側反射板24則相對地設置於頂部反射板21及底部反射板22之間，且分別與頂部反射板21及底部反射板22相鄰接，進而定義形成光通路25。此外，為了構成一光通路25，其具有一平行於光線入口 26的非矩形截面，右側反射板23及左側反射板24兩者則可擇一或全部以傾斜方式設置且連接於頂部反射板21及底部反射板22之間。如圖4所示的實施例中，是將左側反射板24以傾斜方式設置且連接於頂部反射板21及底部反射板22之間，右側反射板23則垂直設於頂部反射板21及底部反射板22之間，藉此使頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24定義形成截面為非矩形，例如梯形的光通路25。於一些實施例中，頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24的組接方式可以內定位的方式實現，即先提供一可定義出光通路25區域的模具，並將頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24緊貼於該模具上，再將頂部反射板21、底部反射板
22、右側反射板23及左側反射板24的外部接合處以黏著劑使其相互連接而組合形成光通道2。於其它實施例中，頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24的組接方式亦可利用外定位的方式來實現。
[0055]於上述實施例中，當頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24相互連接而組合成光通道2時，右側反射板23以第一角度Θ i與頂部反射板21相連接(例如以黏附的方式連接)，右側反射板23以第二角度Θ 2與底部反射板22連接，左側反射板24以第三角度Θ 3與頂部反射板21連接，左側反射板24以第四角度Θ 4與底部反射板22連接，其中第一角度Q1及第二角度θ2因右側反射板23垂設於頂部反射板21及底部反射板22之間而分別為直角，第三角度θ3以及第四角度04則因左側反射板24以傾斜方式設置於頂部反射板21及底部反射板22之間而分別為鈍角及銳角，且第一角度Θ 1、第二角度θ2、第三角度θ3以及第四角度04的總合為360度。換言之，即由頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24所定義而成的光通路25的截面為非矩形，例如梯形，且具有第一角度Q1、第二角度θ2、第三角度θ3以及第四角度θ4的四個內角。
[0056]請參閱圖4，並配合圖3Α圖3Β，其中圖4為圖3Β所示的左側反射板的結構示意圖。於一些實施例中，傾斜設置於頂部反射板21及底部反射板22之間的左側反射板24或/及右側反射板23將具有至少一表面為傾斜結構。如圖4所示的實施例，傾斜設置於頂部反射板21及底部反射板22之間的左側反射板24具有一第一表面241、一第二表面242、一第三表面243、一第四表面244、一入口端表面245及一出口端表面246,其中第一表面241與第二表面242相對設置,且各自鄰接於第三表面243及第四表面244之間。第一表面241為傾斜表面，且由第三表面243朝第四表面244向下傾斜，故第一表面241及第三表面243之間將形成一銳角，而第一表面241及第四表面244之間則形成一鈍角。第二表面242分別與第三表面243及第四表面244相互垂直鄰接，且第二表面242與第三表面243之間或與第四表面244之間的垂直連接處將緊靠於底部反射板22上，例如圖3Β所示，第二表面242與第三表面243之間的垂直連接處緊靠於底部反射板22上。第三表面243與第四表面244相對設置,且鄰接於第一表面241及第二表面242。第三表面243位於光通道2的光通路25內，以作為光通道2的光通路25的一內壁面。入口端表面245及出口端表面246則相對設置，且入口端表面245與光通路25的光線入口 26相鄰，出口端表面245則與光通路25的光線出口相鄰，此外，入口端表面245及出口端表面246各自與第一表面241、第二表面242、第三表面243以及第四表面244相鄰接。於本實施例中，頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23可為長方體結構，其各自的六個面中，任兩個相鄰面皆為相互垂直，而左側反射板24可為直角梯形體結構，亦即左側反射板24的其中一個面，例如第一表面241，傾斜地鄰接於第三表面243及第四表面244之間，而其餘的面之間，例如第二表面242、第三表面243、第四表面244、入口端表面245及出口端表面246之間，任意兩個相鄰的面皆為相互垂直，但不以此為限。
[0057]請再參閱圖3A及圖3B，當頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24組合成光通道2時，為了使光通道2的光通路25的截面可為例如梯形的非矩形，除了將右側反射板23垂直設置於頂部反射板21及底部反射板22之間外，更需將左側反射板24以傾斜的方式設置於頂部反射板21及底部反射板22之間。左側反射板24的傾斜表面，亦即第一表面241構造為與頂部反射板21的底面相緊貼，以使左側反射板24與相鄰接的頂部反射板21之間的接合處以零缺口的方式相緊貼。此外，例如圖3B所示，可將傾斜的第一表面241其相對較高處緊貼於頂部反射板21的底面211，而使第一表面241相對較低處位於光通道2的外部區域，使左側反射板24的第一表面241與頂部反射板21的底面211間位於光通道25內的接合處為零缺口，亦即使左側反射板24與頂部反射板21之間位於光通道25內的接合處可形成為光通道25其中的一內角，例如第三角度Θ 3,如此一來，便可避免如現有光通道會有一缺口形成於兩個反射板的接合處，因此本發明可增強光通道2的亮度及光學質量，且可避免顯示影像中的黑色線條，進而提升光學投影系統的投影效果。
[0058]當然，光通路25的截面形狀並不局限於如圖3B所示，可依實際投影需求而調整頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24之間的組合關係及結合位置，且為了避免上述任一反射板在以傾斜方式連接於相鄰的其它反射板之間時，其接合處會於光通路25產生缺口，以傾斜方式設置的反射板可具有至少一傾斜的表面，進而可運用前述例示的傾斜的表面與相鄰的反射板的連接方式來避免缺口的形成，例如左側反射板24除了第一表面241可為傾斜表面外，與第一表面241相對設置的第二表面242亦可為傾斜表面(未圖示)，藉此使第二表面242可與底部反射板22的頂面相緊貼，以使左側反射板24與相鄰接的底部反射板22之間的接合處亦以零缺口的方式相緊貼。
[0059]於上述實施例中，右側反射板23的第一表面231及左側反射板24的第一表面241緊貼於頂部反射板21的底面211，右側反射板23的第二表面232及左側反射板24的第二表面242緊靠於底部反射板22的頂面221。且任兩鄰接的反射板將於光通道2的外部形成一外接合處，亦即於光通道2的外部，頂部反射板21的底面211及左側反射板24的第一表面241間形成第一外部接合處Cl，頂部反射板21的底面211及右側反射板23的第一表面231間形成一第二外部接合處C2，底部反射板22的頂面221及左側反射板24的第二表面242間形成一第三外部接合處C3，底部反射板22的頂面221及右側反射板23的第二表面232間形成一第四外部接合處C4，且第一?第四外部接合處Cf C4可塗布黏著劑，例如環氧樹脂、矽膠或紫外線光固化型黏著劑等，使頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24可結合而成光通道2。此外,頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24的各自的其中一表面可用於形成光通路25，且可構造為反射光線，使光線通過光通道2。
[0060]請參閱圖5，並配合圖3A、3B及圖4，其中圖5為圖3A所示的光通道的製造流程示意圖。本示範性實施例的光通道2的製造流程如下所述，首先，於步驟S3，形成多個反射板，例如頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24，其中左側反射板24具有一傾斜表面，即第一表面241。之後，於步驟S4，將頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24相互組接以形成具有光通路25的光通道2，其中光通路25的截面為非矩形，且具有傾斜表面(即第一表面241)的左側反射板24以傾斜方式設置於相鄰的其它反射板之間，亦即設置於頂部反射板21及底部反射板22之間，且第一表面241緊貼頂部反射板21的底面211。
[0061]而在步驟S3中，頂部反射板21、底部反射板22、右側反射板23及左側反射板24的形成過程還包含以下子步驟。首先，於步驟S31，提供附有反射層薄膜的兩個玻璃板。接著，於步驟S32，將其中的一個玻璃板裁切成為具有傾斜結構的第一表面241的至少一反射板，即左側反射板24。之後，於步驟S33中，將另一玻璃板裁切為形狀相似且為長方體的至少一頂部反射板21、至少一底部反射板22以及至少一右側反射板24。而在步驟S4中，右側反射板23垂直設置於為平行設置的頂部反射板21與底部反射板22之間。
[0062]請參閱圖6,其為例示將一玻璃板裁切為如圖4所示的左側反射板的形成示意圖。於一些實施例中，於步驟S32中，為了將玻璃板裁切成為具有傾斜表面的至少一左側反射板24，先將一玻璃板7放置於一裁切機器的基座8的傾斜平臺80上，再利用切割刀從傾斜平臺80及玻璃板7的正上方直接朝垂直水平面的方向向下裁切玻璃板7的一端部，亦即如圖6所示的箭頭方向。於沿著裁切線L裁切玻璃板7的該端部後，玻璃板7的該端部便可形成傾斜表面，後續再利用玻璃一般的裁切方式形成其它非傾斜表面，即可使玻璃板7裁切成為具有一傾斜表面的至少一左側反射板24。當然，將玻璃板裁切成為具有傾斜表面的至少一左側反射板24的方式並不局限於如圖6所例示的實施例，可替換地，亦可以例如機械切割、水刀切割或是雷射切割等方式實現。至於，於步驟S33中，頂部反射板21、底部反射板22以及右側反射板24的形成方式則可依一般玻璃切割方法來形成，故於此不再贅述。
[0063]綜上所述，本發明提供一種適用於光學投影系統的光通道及其製造方法，其可使光通道內的光通路的截面為非矩形且使其兩個反射板間的接合處不會形成缺口，進而可以提升光通道的光亮度及光學質量，且可避免在顯示影像上形成黑色線條而可以提升光學投影系統的投影效果。
[0064]本發明得由熟習此技術的人員進行任意修改，皆不脫所附權利要求書所欲保護的範圍。
【權利要求】
1.一種光通道，適用於一光學投影系統中，包含: 多個反射板，每一反射板鄰設於其它兩個反射板之間，使所述多個反射板共同形成為中空結構的一光通路； 其中至少一反射板具有為傾斜結構的一第一表面，且具有該第一表面的該反射板是以傾斜方式鄰接於其它兩個反射板之間，使該光通路的一截面為非矩形，且該第一表面緊貼於相鄰接的一反射板上，以使具有該第一表面的該反射板與相鄰接的該反射板之間的一接合處以零缺口的方式相緊貼。
2.如權利要求1所述的光通道，其中該光通路的該截面為一梯形。
3.如權利要求1所述的光通道，其中除了具有該第一表面的該反射板之外，其它的反射板為長方體元件。
4.如權利要求1所述的光通道，其中所述多個反射板包括一頂部反射板、一底部反射板、一右側反射板以及一左側反射板，且該左側反射板具有該第一表面。
5.如權利要求4所述的光通道，其中該頂部反射板、該底部反射板及該右側反射板為一長方體兀件。
6.如權利要求4所述的光通道，其中該頂部反射板及該底部反射板平行設置，且該右側反射板垂直設置於該頂部反射板及該底部反射板之間。
7.如權利要求4所述的光通道,其中該左側反射板還具有一第二表面、一第三表面、一第四表面、一入口端表面及一出口端表面，該第一表面傾斜設置於該三表面以及該第四表面之間，該第二表面與該第一表面相對設置且與該第三表面以及該第四表面垂直連接，該第三表面及該第四表面相對設置，該入口端表面及該出口端表面分別與該第二表面、該第三表面及該第四表面垂直 連接。
8.如權利要求7所述的光通道，其中該左側反射板的該第一表面緊貼於該頂部反射板上，該第二表面與該第三表面之間或該第二表面與該第四表面之間的一垂直連接處緊靠於該底部反射板上。
9.如權利要求1所述的光通道，其中該光通路具有四個內角，且該四個內角的角度總和為360度。
10.如權利要求9所述的光通道，其中具有該第一表面的該反射板與相鄰接的該反射板之間的該接合處構成該光通路的其中的一個內角。
11.一種光通道的製造方法，包括以下步驟: (a)形成多個反射板，其中的一個反射板具有為傾斜結構的一第一表面；以及 (b)使所述多個反射板相連接以形成該光通道，其中每一反射板鄰接於其它兩個反射板之間以形成為中空結構的一光通路，其中具有該第一表面的反射板是以傾斜方式設置於其它兩個反射板之間，使該光通路的一截面為非矩形，且其中該第一表面緊貼於相鄰接的一反射板上，以使具有該第一表面的該反射板與相鄰接的該反射板之間的一接合處以零缺口的方式相緊貼。
12.如權利要求11所述的光通道的製造方法，其中於步驟(a)中還包含以下步驟: (al)提供兩個玻璃板； (a2)將其中的一個玻璃板裁切成為具有該第一表面的至少一該反射板；以及 (a3)將另一玻璃板裁切為除了具有該第一表面的該反射板之外的其它多個反射板。
13.如權利要求12所述的光通道的製造方法，其中於步驟(a2)中，該玻璃板放置於一基座的一傾斜平臺上，並從垂直一水平面的一方向裁切該玻璃板的一端部，以使該玻璃板的該端部形成該第一 表面。
【文檔編號】G02B27/09GK103543528SQ201310001958
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年1月4日 優先權日:2012年7月12日
【發明者】賴塗發, 許廣成, 洪浚傑 申請人:臺達電子工業股份有限公司