专利名称：光纤与投影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学元件，特别是一种涉及光纤与投影装置。
背景技术：
光学装置例如投影装置往往需要在光源模块中使用复杂的透镜设计来控制光学的路径。透镜之间的位置必须准确的配置，否则光线偏移会降低光学装置的效能，严重甚至会造成失效。然而，透镜的配置得使用额外的固定元件来达成，且透镜本身为昂贵的元件，因此投影装置的成本非常高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤与投影装置，光纤能用以射出非常准直的光线，投影装置使用光纤取代复杂且成本昂贵的透镜组，因此构造简单、成本低。为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种光纤，此光纤具有一主体。主体具有一光射出曲面。光射出曲面的中心朝向主体的曲率半径实质上是0.05mm至1mm，使得从光射出曲面射出主体的光线为准直。根据本发明的另一方面，提出一种投影装置，此投影装置包括一显示面板与一光源模块。显示面板包括反射式液晶面板或穿透式液晶面板。光源模块包括一发光元件、一第一光处理元件、一第一导光元件与一第二导光元件。第一光处理元件包括分波多工器、光率禹合器或光分配器。第一导光兀件具有相对的一光线接收端与一光线输出端。光线接收端邻近发光兀件。光线输出端邻近第一光处理兀件。第二导光兀件是由上述光纤所构成。第二导光元件接收从第一导光元件发出的光线，此光线经由主体传送至光射出曲面射出而提供至显示面板。下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:
图1为本发明一实施例中光纤的剖视图；图2为本发明一实施例中光纤的剖视图；图3为本发明一实施例中光纤的剖视图；图4为本发明一实施例中投影装置的示意图；图5为本发明一实施例中投影装置的示意图；图6为本发明一实施例中投影装置的示意图；图7为本发明一实施例中投影装置的示意图。主要元件符号说明10、20、30:光纤11:主体12、22、32:光射出曲面
103、303:光源模块105、305:发光元件108,308:第一导光元件109、309:第一光处理元件110、210、410:第二导光元件113、213、413:显示面板114、214、414:准直镜115、215、415、218、418:偏极光分光器117、217、417:投影镜头组306:第三导光元件307:第二光处理元件R:曲率半径S:截面投影D:直径
具体实施例方式〈光纤〉图1至图3绘示实施例的光纤的剖视图。请参照图1。光纤10具有主体11。主体11具有一半圆球形的光射出曲面12。光射出曲面12可利用电弧放电烧结的方式形成。主体11的直径可介于0.1mm至2mm之间。光射出曲面12的中心朝向主体11的曲率半径R实质上可为0.05mm至1mm，能使得从光射出曲面12射出主体11的光线非常的准直。举例来说，从光射出曲面12射出主体11的光线在路径为主体11的直径D30倍的位置时位于主体的截面投影S的范围内。图2绘示的光纤与图1绘示的光纤的差异在于，光纤20的光射出曲面22为半椭圆形面。图3绘示的光纤与图1绘示的光纤的差异在于，光纤30的光射出曲面32为抛物形面。其它部分类似而不再赘述。由于本发明的实施例的光纤能用以射出非常准直的光线，因此适用于各种光学装置，以提高光学效能。在某些实施例中，光纤替代复杂且成本昂贵的透镜组，因此光学装置的构造更为简单、成本低。以下以光纤应用在投影装置的实施例作说明。<投影装置>图4绘示一实施例中投影装置的示意图。请参照图4，投影装置包括光源模块103、显不面板113、偏极光分光器115与投影镜头组117。光源模块103包括发光兀件105、第一导光元件108、第一光处理元件109、第二导光元件110与准直镜114。第一导光元件108用以将发光元件105发出的光线传送至第一光处理元件109。第二导光元件Iio接收从第一光处理元件109发出的光线，并将光线往显示面板113传送。发光元件105包括发光二极管如激光二极管。在此实施例中，单光路的发光元件105例如为超宽频白光光源。第一光处理兀件109包括分波多工器、光稱合器或光分配器。第一导光元件108与第二导光元件110分别包括单模光纤、多模光纤、塑胶光纤、极化保持光纤、晶体光纤或其他合适的光纤。
在实施例中，第二导光元件110由能提供准直射出光线的光纤所构成。仔细地来说，第二导光元件110的光纤的主体其直径可介于0.1mm至2mm之间。主体的光射出曲面的中心曲率半径实质上可为0.05mm至1_。光射出曲面可为半圆球形面、半椭圆形面或抛物形面，如图1至图3所示。在一些实施例中，第一导光元件108也可使用类似上述能提供准直的射出光线的光纤构成。准直镜114配置在第二导光元件110的出光侧。准直镜114能使从第二导光元件110输出的光线更加准直。在一些实施例中，由于第二导光元件110已能提供非常准直的射出光，因此省略使用准直镜114。在此实施例中,显示面板113是穿透式液晶面板。偏极光分光器115 (polarizationbeam splitter, PBS) Btt邻显示面板113,并用以接收从第二导光元件110(或准直镜114)穿过显示面板113而射出的光线。透过偏极光分光器115偏极化的光线往毗邻偏极光分光器115的投影镜头组117射入，并通过投影镜头组117投射以形成影像。图5绘示一实施例中投影装置的示意图。图5的投影装置与图4的投影装置的差异处在于，显示面板213是反射式显示面板。偏极光分光器215毗邻第二导光元件210 (或准直镜214)，用以接收从第二导光元件210 (或准直镜214)经过显示面板213而射出的光线。透过偏极光分光器215作用的光线是往偏极光分光器218射入。经由偏极光分光器218作用后的光线是往投影镜头组217射入，并通过投影镜头组217投射以形成影像。图6绘示一实施例中投影装置的示意图。图6的投影装置与图4的投影装置的差异处在于，发光元件305包括用以提供不同颜色的光源的发光二极管，例如三光路的红色激光二极管、绿色激光二极管与蓝色激光二极管。光源模块303还包括第二光处理元件307与第三导光兀件306。第三导光兀件306用以将从发光兀件305发出的光线传送至第二光处理元件307。第一导光元件308用以将从第二光处理元件307射出的光线传送至第一光处理兀件309。第二光处理兀件307包括分波多工器、光稱合器或光分配器。第三导光元件306可包括单模光纤、多模光纤、塑胶光纤、极化保持光纤、晶体光纤或其他合适的光纤。第三导光元件306可由能提供准直射出光线的光纤所构成。仔细地来说，第三导光元件306的光纤的主体其直径可介于0.1mm至2mm之间。主体的光射出曲面的中心曲率半径实质上可为0.05mm至1_。光射出曲面可为半圆球形面、半椭圆形面或抛物形面，如图1至图3所示。图7绘示一实施例中投影装置的示意图。图7的投影装置与图6的投影装置的差异处在于，显示面板413是反射式显示面板。偏极光分光器415是毗邻第二导光元件410 (或准直镜414)，用以接收从第二导光元件410 (或准直镜414)经过显示面板413而射出的光线。透过偏极光分光器415作用的光线是往偏极光分光器418射入。经由偏极光分光器418作用后的光线是往投影镜头组417射入，并通过投影镜头组417投射以形成影像。上述实施例的光纤能用以射出非常准直的光线，因此适用于各种光学装置，以提高光学效能。此外，光纤能替代光学装置中复杂且成本昂贵的透镜组，因此光学装置的构造更为简单、成本低。虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种光纤,具有主体,该主体具有一光射出曲面,其中该光射出曲面的中心朝向该主体的曲率半径实质上是0.05mm至1mm，使得从该光射出曲面射出该主体的光线为准直。
2.如权利要求1所述的光纤，其中该光射出曲面为半圆球形面、半椭圆形面或抛物形面。
3.如权利要求1所述的光纤,其中从该光射出曲面射出该主体的该光线在路径为该主体的直径30倍的位置时位于该主体的截面投影的范围内。
4.如权利要求1所述的光纤，其中该主体的直径介于0.1mm至2mm之间。
5.一种投影装置，包括: 显示面板；以及 光源模块，包括: 发光兀件； 第一光处理元件，包括分波多工器、光耦合器或光分配器； 第一导光兀件，具有相对的一光线接收端与一光线输出端，其中该光线接收端邻近该发光元件，该光线输出端邻近该第一光处理元件；以及 第二导光元件，是由如权利要求1至4其中之一所述的光纤所构成，该第二导光元件接收从该第一导光元件发出的光线，该光线经由该主体传送至该光射出曲面射出提供至该显示面板。
6.如权利要求5所述的投影装置，其中该光源模块还包括: 第二光处理元件，包括分波多工器、光耦合器或光分配器，其中该第一导光元件用以将从该第二光处理元件射出的光线传送至该第一光处理元件；以及 第三导光元件，用以将从该发光元件发出的光线传送至该第二光处理元件。
7.如权利要求6所述的投影装置，其中该第一导光元件与该第二导光元件分别由如权利要求I至4其中之一所述的光纤所构成。
8.如权利要求5所述的投影装置，其中该光源模块还包括一准直镜，配置在该第二导光元件的该光射出曲面侧。
9.如权利要求5所述的投影装置，其中该发光元件包括发光二极管。
10.如权利要求5所述的投影装置，还包括: 偏极光分光器，毗邻该显示面板或该第二导光元件，以接收从该显示面板或该第二导光兀件射出的光线；以及 投影镜头组，毗邻该偏极光分光器，并用以投射从该偏极光分光器射出的光线，以形成影像。
11.如权利要求5所述的投影装置，其中该显示面板，包括反射式液晶面板或穿透式液晶面板。
全文摘要
本发明公开一种光纤与投影装置。光纤具有一主体。主体具有一光射出曲面。光射出曲面的中心朝向主体的曲率半径实质上是0.05mm至1mm，使得从光射出曲面射出主体的光线为准直。
文档编号G02B6/02GK103163586SQ201110405638
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者张嘉雄 申请人:东莞万士达液晶显示器有限公司, 胜华科技股份有限公司