专利名称：具有梯度变化滤光层的光导管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光导管，特别是涉及一种具有梯度变化滤光层的光导管。
背景技术：
影像投影系统在目前的光电产业中是为最热门的分项之一，其技术大略可以分为阴极射线管(CRT)、数位光源处理器(Digital LightProcessing，DLP)、反射式液晶、以及穿透式液晶等等。其中，数位光源处理器以及反射式液晶型的投影，均可运用到光导管来将光线的亮度均匀化。
以下以数位光源处理器(DLP)为例，介绍光导管在数位光源处理器所扮演的功能。
数位光源处理器，是采用数位控制，同时利用反射光原理进行动作，将光源集光并经由透镜聚焦之后，穿过红绿蓝三色滤光片的彩色滤光片，投射至数位微镜晶片(Digital Micro-mirror Device，DMD)上。利用数位微镜晶片上具有许多微小的可动镜片，以驱动电极来控制可动镜片倾斜角度与偏转时间，再藉由切换光的反射方向由镜头投射呈像。
请参阅图1所示，是现有习知的数位光源处理器的一示意图。在数位光源处理器10中，光源11发射的光束，先经过紫外/红光截止滤镜12(UV/IRCut Filter)以及分光的色轮13后，再穿过光导管14(Light Tunnel)及中继透镜15，才入射于反射镜16。而反射镜16将反射光束斜向入射至数位微镜晶片17(Digital Micro-mirror Device，DMD)上，经过处理后的影像进入投影镜头18，以投影于萤幕19上成像。
其中，光导管14是用以导光(例如改变光的行进方向)与集光。另外，光导管14亦可让光亮度分布均匀化，并且控制光投影出来的长宽比例。一般业者亦将光导管14称为光柱(Light Rod)、积分柱(Integration Rod)、光管(Light Pipe)、或是柱镜(Rod Lens)等等。
由于反射光束斜射于数位微镜晶片17，造成自反射镜16投射于数位微镜晶片17的反射光束路径上各点为不等长，令光束无法集中于数位微镜晶片17上，导致光束照射于数位微镜晶片17同平面的面积增加，在数位微镜晶片17表面形成亮度降低且亮度不均匀的现象。
另外，现有习知的数位光源处理器10中的投影数位微镜晶片17是具有一控制电路171，而可以依据视频讯号表示的红色、蓝色及绿色的灰阶输出，来控制各个数位微镜晶片17的倾斜角度以产生灰阶影像。
然而，为了要产生亮度均匀的影像，数位微镜晶片17的影像控制电路171，会浪费部份的能量对于亮度进行预补偿，因此造成数位微镜晶片17整体表现的灰阶数目降低，进而影响了最终影像画质的表现。
由此可见，上述现有的光导管在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决光导管存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但是长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的光导管存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种可以解决上述数位微镜晶片对亮度作预补偿而使得灰阶降低等问题的新型结构的具有梯度变化滤光层的光导管，能够改进一般现有的光导管，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的光导管存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有梯度变化滤光层的光导管，所要解决的技术问题是可以使影像的亮度均匀，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有梯度变化滤光层的光导管，其包括一光导管本体；以及一梯度变化滤光层，其设置于该光导管本体的一光线出射侧，该梯度变化滤光层的中央区域的穿透率是小于边缘区域的穿透率。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的光导管本体是为一实心柱体，其外壁具有一高反射层。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的光导管本体的横截面是呈一矩形或是梯形。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的光导管本体相对于该光线出射侧，是具有一光线入射侧。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的横截面接近该光线出射侧与接近该光线入射侧的面积是为大小不相同。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的梯度变化滤光层是镀设于该光导管本体。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的梯度变化滤光层的材质是为铬。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的梯度变化滤光层是为一反射金属层。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的梯度变化滤光层的材质是为一介电质。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其更包括一反射膜，其设置于该光导管本体的该光线入射侧，该反射膜具有一穿透部。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其中所述的光导管本体是由复数镜片组设而成，该光导管本体的内壁并具有一高反射层。
前述的具有梯度变化滤光层的光导管，其更包括一透明基板，该梯度变化滤光层是设置于该透明基板，而该透明基板是粘置于该光导管本体的该光线出射侧。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到上述目的，依据本发明具有梯度变化滤光层的光导管，其包括一光导管本体以及一梯度变化滤光层。其中，梯度变化滤光层设置于光导管本体的一光线出射侧，梯度变化滤光层的中央区域的穿透率是小于边缘区域的穿透率。
借由上述技术方案，本发明具有梯度变化滤光层的光导管至少具有下列优点因依本发明的具有梯度变化滤光层的光导管，是可形成亮度不均匀的照明光束，与现有技术相比，本发明具有梯度变化滤光层的光导管是利用梯度变化滤光层的中央区域穿透率比较小，边缘区域的穿透率比较大，而形成亮度不均匀的照明光束。若利用至DLP投影系统中，则可改善现有习知影像因为投影距离不同所造成的中间亮度高，而边缘亮度低的亮度不均匀的现象，故能提高产品的品质。
综上所述，本发明特殊结构的具有梯度变化滤光层的光导管，可以使影像的亮度均匀，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的光导管具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是现有习知的数位光源处理器的一示意图。
图2是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的一示意图。
图3是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的另一示意图。
图4是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的又一示意图。
图5是本发明较佳实施例的梯度变化滤光层的一示意图，其中x为梯度变化滤光层上任一点至中心点的距离。
图6是本发明较佳实施例的梯度变化滤光层的穿透率的一示意图。
图7是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的又一示意图。
10数位光源处理器 11光源12紫外/红光截止滤镜13色轮14光导管 15中继透镜16反射镜 17数位微镜晶片171控制电路18投影镜头19萤幕 20具有梯度变化滤光层的光导管21光导管本体 21’光导管本体21”光导管本体 211高反射层212光线出射侧 213镜片213’镜片214光线入射侧22梯度变化滤光层 23透明基板24反射膜 241穿透部具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有梯度变化滤光层的光导管其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后，其中相同的元件将以相同的参阅符号加以说明。
请参阅图2所示，是发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的一示意图。本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管20，包括一光导管本体21、以及一梯度变化滤光层22。
在本实施例中，光导管本体21可为一实心柱构成，例如是一玻璃实心柱。光导管本体21可利用光线的全反射来进行导光与集光。当然，光导管本体21的外壁也可具有一高反射层，以使射入光导管本体21的光线，能被导引至一光线出射侧212射出，进而产生导光与集光的功能。
请参阅图3所示，是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的另一结构示意图。当然光导管本体21’也可以由复数的镜片213组设而成，形成一中空的光导管本体21’。光导管本体21’的内壁，也就是复数镜片213面对光线通过空间的表面上是具有一高反射层211。其中，高反射层211的材质可为镜面，让进入光导管本体21’的光束产生全反射，以使光导管本体21’产生导光与集光的功能。
另外，依据复数镜片213所组装的角度，或是实心柱的外形而定，不同的光导管本体21、21’垂直于光通过的方向的横截面是可具有等长或不等长的对角线以形成不同的形状，例如是矩形、梯形(如图4所示)、平行四边形或是其他多边形的形状，而本实施例中是以矩形为例。
请参阅图4所示，是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的又一示意图。该光导管本体21”是由梯形的镜片213’所相互嵌合而成，光导管本体21”是具有一光线入射侧214，接近光线出射侧212与接近光线入射侧214的横截面面积是具有不同大小。当然，接近光线出射侧212与接近光线入射侧214的横截面，也如图2及图3所示，具有相同的面积。
请参阅图2所示，梯度变化滤光层22是设置于光导管本体21的光线出射侧212，若为实心的光导管本体21，则梯度变化滤光层22可以直接镀设于光导管本体21上。梯度变化滤光层22的材质可为一金属反射层(例如为铬、银)、或是一介电质，可利用材料的厚度或密度不同等方式，来使得梯度变化滤光层22的中央区域的穿透率(Transmission Rate)是小于边缘区域的穿透率。也就是说，梯度变化滤光层22的边缘具有较高的光线穿透率。
请参阅图5及图6所示，图5是本发明较佳实施例的梯度变化滤光层的一示意图，图6是本发明较佳实施例的梯度变化滤光层的穿透率的一示意图。x是为梯度变化滤光层22上任一点离中心点的距离，而y轴代表其穿透率(T％)。由图6可知，梯度变化滤光层22中，央至边缘区域是具有不同的穿透率。中央区域的穿透率较低，而边缘区域的穿透率较高。穿透率较高则表示光通量较高，反之，穿透率较低则表示光通量较低，而穿透率数值大小则可视实际产品需求而制作。当然，梯度变化滤光层22的面积大小，则可视产品的实际情形来制作。另外，梯度变化滤光层22的形状是为圆形，或者是多边形。
请参阅图3所示，本实施例中，具有梯度变化滤光层的光导管20更可包括一透明基板23。梯度变化滤光层22是设置于透明基板23上。而透明基板23是粘置于光导管本体21’的光线出射侧212。其中，梯度变化滤光层22以及透明基板23是可组成一中性密度滤光镜(Neutral DensityFilter)。
当光线自具有梯度变化滤光层的光导管20射出时，由于经过了梯度变化滤光层22，因此自具有梯度变化滤光层的光导管20所射出的光线，其中央区域的亮度较低，而边缘区域的亮度较高，故能形成亮度不均匀的照明光束，可配置于投影系统中，以形成亮度均匀的投影影像。
请参阅图7所示，是本发明较佳实施例的具有梯度变化滤光层的光导管的又一示意图。本实施例中，具有梯度变化滤光层的光导管20更可包括一反射膜24，其设置于光导管本体21’的光线入射侧214。其中，反射膜24具有一穿透部241，供光线进入光导管本体21’，而穿透部241可位于反射膜24的中央区域。由于反射膜24是具有一反射层，能把自光线入射侧214散射或反射出去的光线挡住，并反射回光导管本体21’中，故能增加光通量，进而可对影像有补光的效果。
综上所述，本发明的具有梯度变化滤光层的光导管，其可形成亮度不均匀的照明光束。与现有技术相比，本发明具有梯度变化滤光层的光导管是利用梯度变化滤光层的中央区域穿透率比较小，边缘区域的穿透率比较大，而形成亮度不均匀的照明光束。若利用至DLP投影系统中，则可改善现有习知的影像因为投影距离不同所造成的中间亮度高，而边缘亮度低的亮度不均匀的现象，进而能提高产品的品质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其包括一光导管本体；以及一梯度变化滤光层，其设置于该光导管本体的一光线出射侧，该梯度变化滤光层的中央区域的穿透率是小于边缘区域的穿透率。
2.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的光导管本体是为一实心柱体，其外壁具有一高反射层。
3.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的光导管本体的横截面是呈一矩形或是梯形。
4.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的光导管本体相对于该光线出射侧，是具有一光线入射侧。
5.根据权利要求4所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的横截面接近该光线出射侧与接近该光线入射侧的面积是为大小不相同。
6.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的梯度变化滤光层是镀设于该光导管本体。
7.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的梯度变化滤光层的材质是为铬。
8.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的梯度变化滤光层是为一反射金属层。
9.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的梯度变化滤光层的材质是为一介电质。
10.根据权利要求4所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其更包括一反射膜，其设置于该光导管本体的该光线入射侧，该反射膜具有一穿透部。
11.根据权利要求1所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其中所述的光导管本体是由复数镜片组设而成，该光导管本体的内壁并具有一高反射层。
12.根据权利要求11所述的具有梯度变化滤光层的光导管，其特征在于其更包括一透明基板，该梯度变化滤光层是设置于该透明基板，而该透明基板是粘置于该光导管本体的该光线出射侧。
全文摘要
本发明是关于一种具有梯度变化滤光层的光导管，其包括一光导管本体以及一梯度变化滤光层。其中，梯度变化滤光层是设置于光导管本体的一光线出射侧，梯度变化滤光层的中央区域的穿透率是小于边缘区域的穿透率。本发明利用梯度变化滤光层的中央区域穿透率比较小，边缘区域的穿透率比较大，而形成亮度不均匀的照明光束。若利用于DLP投影系统中则可改善现有技术中影像因为投影距离不同所造成的中间亮度高，而边缘亮度低的亮度不均匀的现象，进而可以提高产品的品质。
文档编号G03B21/14GK1797178SQ20041010345
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者梁乃悦, 詹淑静, 王维中, 蔡宗翰, 龚大焜, 周彦均 申请人:精碟科技股份有限公司