专利名称：光导管的制作方法
技术领域：
本发明关于一种光导管，尤其是一种以嵌合方式组合而成的光导管。
背景技术：
由于大显示面积、小型化以及轻量化系统的多重需求下，影像投影系统成为目前光电产业中最热门的分项之一。
如图1所示，于数字光源处理器(Digital Light Processing，DLP)2中，光源21发射的光经过光导管(Light Tunnel)22后，穿过红绿蓝三色的色轮23，投射至数字微镜芯片24(Digital Micro-mirror Device，DMD)上，经过反射后，光再投影于屏幕25上用以成像。其中，色轮23为一场序色轮(Field Sequential Color Wheel)或一增益型色轮(Sequential Color Recapture Color Wheel)。
其中，光导管22用以导光(如改变光的行进方向)与集光。另外，光导管22亦可以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22称的光柱(Light Rod)、光管(LightPipe)、柱镜(Rod Lens)等等。
请参照图2，已知的光导管22利用器具，先将四片玻璃221固定在器具上，再将黏着胶222(如紫外光胶)，涂布于玻璃两两交接处，以将四片玻璃221固定，形成一光导管22。
然而，由于各个玻璃片只依靠黏着胶222的力量来固定以形成光导管22，因此在生产过程中，容易因为黏着胶222在高温下的机械承受力太低，而造成光导管22的崩解，进而造成了原物料的浪费。此外，由于已知的光导管22直接以四片玻璃221黏合形成，因此在黏合时必须借助于器具定位，在实际制造时常会有定位不准的问题产生。
有鉴于上述问题，本发明因于此，研制出一种可以解决已知的光导管产品可靠度不佳等问题的一种新颖的「光导管」。
发明内容
承上所述，本发明的目的是提供一种以嵌合方式组合，以强化机械承受力的光导管。
为达上述目的，依据本发明的光导管，包括一第一光学元件、一第二光学元件、一第三光学元件、以及一第四光学元件，其中，第二光学元件以一第一角度与第一光学元件黏合，第三光学元件以一第二角度与第二光学元件黏合，第四光学元件以一第三角度与第三光学元件黏合，且第一光学元件以一第四角度与第四光学元件黏合，至少二光学元件相互嵌合，而光学元件形成一光线通过空间，光学元件面对此空间的表面上分别形成有一高反射层。
故，依本发明的光导管，尤其是具有至少二光学元件相互嵌合，以形成的光导管。与已知的技术相比，本发明利用至少二光学元件的相互嵌合，使得光导管不易因黏着胶在高温下的机械承受力不足而崩解，亦即，光导管除了利用黏着胶来固定光学元件之外，更利用光学元件相互的嵌合，来加强光导管整体的机械承受力。因此本发明不但提高光导管整体的机械承受力，更提高了产品的可靠性。而具有嵌合部的光学元件，也有助于光导管的定位组装，以进行光学元件的黏合，故也能提升光导管的精确度。
图1已知的数字光源处理器的基本结构的一示意图；
图2已知的光导管的一立体示意图；图3本发明光导管的一立体示意图；图4本发明光导管垂直光行进方向的横剖面图；图5本发明光导管的光学元件的示意图；图6本发明光导管的另一立体示意图；图7本发明光导管的又一立体示意图；图8～11本发明光导管的光学元件的另一示意图；图12本发明光导管的梯形光导管的立体示意图；以及图13本发明多通道光导管的立体示意图。
图中符号说明2数字光源处理器21 光源22 光导管221 玻璃222 黏着胶23 彩色滤光片24 数字微镜芯片25 屏幕3，3’，3” 光导管31，31’ 第一光学元件310 第一角度311，311’，312’第一嵌合部312，313’，314’第八嵌合部313 高反射层32，32’第二光学元件320 第二角度321，321’，322’第二嵌合部322，323’，324’第三嵌合部323 高反射层
33，33’第三光学元件330 第三角度331，331’，332’第四嵌合部332，333’，334’第五嵌合部333 高反射层34，34’第四光学元件340 第四角度341，341’，342’第六嵌合部342，343’，344’第七嵌合部343 高反射层31 黏着胶4多通道光导管具体实施方式
首先，将参照图3及图4，说明依本发明的光导管的第一较佳实施例。
如图3所示，本发明的光导管3包含一第一光学元件31、一第二光学元件32、一第三光学元件33、以及一第四光学元件34。
请参照图4，第二光学元件32以一第一角度310与第一光学元件31黏合，第三光学元件33以一第二角度320与第二光学元件32黏合，第四光学元件34以一第三角度330与第三光学元件33黏合，且第一光学元件31以一第四角度340与第四光学元件34黏合。而第一角度310、第二角度320、第三角度330、及第四角度340的内角和为360度。
再请参照图3，本发明的光导管3，至少二光学元件相互嵌合，而本实施例中，第一光学元件31与第二光学元件32嵌合，其中，第一光学元件31具有一第一嵌合部311，第二光学元件32具有一第二嵌合部321，且第一嵌合部311与第二嵌合部321嵌合。其它未具有嵌合部的光学元件，利用设置于光学元件交接处的一黏着胶35，将各个光学元件黏合。
本实施例中，光导管3的黏合方式于光学元件交接处设置黏着胶35，当然黏着胶35也可形成于光学元件的嵌合处。于此，黏着胶35可以是光固胶或是热固胶。若适当地增加黏着胶35的用量，可使光导管3在高温下的机械承受力大增，故本实施例中，于光导管3的光学元件两两交接处及光学元件的嵌合处均形成有黏着胶35，以增进光导管3在高温下的机械承受力。
其次，请参照图5，说明依本发明的光导管的第二较佳实施例。
本发明的光导管3至少二光学元件相互嵌合，除了只有二个光学元件相互嵌合外，本发明的光导管3更能是三个光学元件相互嵌合，或是四个光学元件均相互嵌合。于本实施例中，光导管3为四个光学元件均两两相互嵌合。
请参考图5，第一光学元件31至少具有一第一嵌合部311及一第八嵌合部312，第二光学元件32至少具有一第二嵌合部321及一第三嵌合部322，第三光学元件33至少具有一第四嵌合部331及一第五嵌合部332，第四光学元件34至少具有一第六嵌合部341及一第七嵌合部342。
当第一嵌合部311与第二嵌合部321嵌合，第三嵌合部322与第四嵌合部331嵌合，第五嵌合部332与第六嵌合部341嵌合，第七嵌合部342与第八嵌合部312嵌合后，即可形成如图6中的光导管3。
另外，配合各个光学元件的厚度或其嵌合部的设计不同，即可组成如图7的光导管3’，其各个光学元件的嵌合部，为相互完全嵌合。
在此，值得一提的是，光学元件形成有一光线通过空间，如图3及图6所示，各光学元件面对光线通过空间的表面上分别形成有一高反射层313、323、333以及343，高反射层的材质可为镜面，让进入光导管3(或光导管3’)的光束产生全反射，以使光导管3(或光导管3’)产生导光与集光的功能，同时亦使光束的亮度分布均匀化，并且控制光投影出来的长宽比例。
于本实施例中，光学元件分别为一玻璃片，而光学元件可为一矩形(如图5及图8所示)、一梯形(如图9所示)、一平行四边形或其它多边形。光学元件可以两片为一重复单元，二个重复单元即可组成一光导管3，例如图5及图8中，第一光学元件31即等于第三光学元件33，而第二光学元件31即等于第四光学元件33，故二片第一光学元件31及二片第二光学元件32，即可组成光导管3。另外，也可如图9及图10所示，第一光学元件31、第二光学元件32、第三光学元件33及第四光学元件34均具有相同的形状，并且各具有一凸部及一凹部，以相互嵌合组成一个光导管。
本实施例中，嵌合部311、312、331、以及332为一凹部，其形状可为半圆形，而凹部也可为一多边形，例如矩形(如图5及图11所示)、三角形、及燕尾形(如图10)等等。而嵌合部321、322、341、以及342为一凸部，其形状可为一半圆形，也可为一多边形，例如矩形(如图5及图11所示)、三角形、及燕尾形(如图10)等等，以配合嵌合部311、312、331以及332，进行嵌合。除此之外，嵌合部311、312、331、以及332当然也可为凹部，而嵌合部321、322、341、以及342亦可为凸部，而彼此相嵌合。
如图11所示，光学元件也可以分别具有多个嵌合部，第一光学元件31’具有311’、312’、313’、以及314’等四个嵌合部，并且分别和第四光学元件34’的嵌合部343’、344’以及第二光学元件32’的嵌合部321’、322’来嵌合。而第二光学元件32’的嵌合部323’、324’则与第三光学元件33’的嵌合部331’、332’来嵌合。第三光学元件33’的嵌合部333’、334’则与第四光学元件34’的嵌合部341’、342’来嵌合。
接着请参照图12，梯形光导管3”由第一光学元件31、第二光学元件32、第三光学元件33、第四光学元件34相互嵌合而成，而光学元件31、32、33及34均为梯形，而光导管3”垂直于光通过的方向的横截面，为具有不同大小的矩形，即由直线A-A’切下的矩形横截面大于直线B-B’切下的矩形横截面。当然，光导管3”垂直于光通过的方向的横截面除了矩形外，也可以利用各光学元件的形状及其嵌合部的角度，使得光导管3”垂直于光通过的方向的横截面成为梯形、平行四边形或是其它形状。
另外，光导管除了可为如图3、图6、图7及图12中的单通道(SingleTunnel)的型式外，也可为如图13所示的多通道(Multi-tunnel)光导管4，其具有复数个光导管3，其光学元件的组合方式也利用至少二光学元件相互嵌合，再配合黏着胶黏合，以形成一多通道式的光导管4。
综上所述，本发明的光导管，尤其是具有至少二光学元件相互嵌合，以形成的光导管。与已知的技术相比，本发明利用至少二光学元件的相互嵌合，使得光导管不易因黏着胶在高温下的机械承受力不足而崩解，亦即，光导管除了利用黏着胶来固定光学元件之外，更利用光学元件相互的嵌合，来加强光导管整体的机械承受力。因此本发明不但提高光导管整体的机械承受力，更提高了产品的可靠性。而具有嵌合部的光学元件，也有助于光导管的定位组装，以进行光学元件的黏合，故也能提升光导管的精确度。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所述的申请专利范围中。
权利要求
1.一种光导管，包括一第一光学元件；一第二光学元件，其以一第一角度与该第一光学元件黏合；一第三光学元件，其以一第二角度与该第二光学元件黏合；以及一第四光学元件，其以一第三角度与该第三光学元件黏合，且第一光学元件以一第四角度与该第四光学元件黏合，其中，至少二该等光学元件相互嵌合，该等光学元件形成一光线通过空间，而该等光学元件面对该空间的表面上分别形成有一高反射层。
2.如权利要求1所述的光导管，其中该第一角度、该第二角度、该第三角度、及该第四角度的内角和为360度。
3.如权利要求1所述的光导管，其中该第一光学元件具有一第一嵌合部，该第二光学元件具有一第二嵌合部，该第一嵌合部与该第二嵌合部嵌合。
4.如权利要求3所述的光导管，其中该第一嵌合部为一凹部，该第二嵌合部为一凸部。
5.如权利要求3所述的光导管，其中该第二光学元件更包含一第三嵌合部，该第三光学元件具有一第四嵌合部，该第三嵌合部与该第四嵌合部嵌合。
6.如权利要求5所述的光导管，其中该第四嵌合部为一凹部，该第三嵌合部为一凸部。
7.如权利要求5所述的光导管，其中该第一光学元件更包含一第八嵌合部，该第三光学元件更包含一第五嵌合部，第四光学元件具有一第六嵌合部及一第七嵌合部，第五嵌合部与第六嵌合部嵌合，第七嵌合部与第八嵌合部嵌合。
8.如权利要求7所述的光导管，其中该第五嵌合部及该第八嵌合部为一凹部，该第六嵌合部及该第七嵌合部为一凸部。
9.如权利要求4所述的光导管，其中该凸部与凹部分别为多边形。
10.如权利要求6所述的光导管，其中该凸与凹部部分别为多边形。
11.如权利要求8所述的光导管，其中该凸部与凹部分别为多边形。
12.如权利要求1所述的光导管，其中该等光学元件分别为一玻璃片。
13.如权利要求1所述的光导管，其中该光导管的截面为梯形、或为矩形、或为平行四边形。
14.如权利要求1所述的光导管，其中该黏合方式于该等光学元件交接处设置一黏着胶。
15.如权利要求14所述的光导管，该黏着胶为一光固胶、或为一热固胶。
16.如权利要求1所述的光导管，其中该光导管的横截面为矩形、或为矩形、或为平行四边形。
17.如权利要求1所述的光导管，其中该光导管为单通道或多通道。
全文摘要
本发明之一种光导管，包括一第一光学元件、一第二光学元件、一第三光学元件、以及一第四光学元件，其中，第二光学元件以一第一角度与第一光学元件黏合，第三光学元件以一第二角度与第二光学元件黏合，第四光学元件以一第三角度与第三光学元件黏合，且第一光学元件以一第四角度与第四光学元件黏合，至少二光学元件相互嵌合，而光学元件形成一光线通过空间，光学元件面对此空间的表面上分别形成有一高反射层。
文档编号G02B6/10GK1661399SQ200410005930
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月24日 优先权日2004年2月24日
发明者金克恕, 方裕贤, 张智能, 余安华, 李忠隆 申请人:精碟科技股份有限公司