发明名称 超薄光学面板及制造超薄光学面板之方法
摘要 本发明揭示一种超薄光学面板以及制造超薄光学面板之方法,包括:堆叠复数个玻璃板,此玻璃板可用透明涂层物质镀膜或可能系未镀膜;使用环氧基树脂或紫外光黏着剂以将复数个堆叠镀膜玻璃板固定在一起;施加均匀压力在堆叠层上;固化此堆叠层,切割此堆叠层以在堆叠层的一侧形成入射面且在堆叠层的相对侧形成出射面;结合一个耦合器至堆叠层的入射面上;且固定具有耦合器结合于其上之堆叠层在一个长方形外壳内,此长方形外壳具有一开口前面,其系对准于出射面,此长方形外壳内部具有一个光线产生器,其系光学对准于耦合器。此光线产生器最好系平行于且靠近入射面而放置,藉此减少外壳之深度。
申请公布号 TW446826 申请公布日期 2001.07.21
申请号 TW088112210 申请日期 1999.07.19
申请人 布鲁克海芬科学公司 发明人 詹姆士T 维尔格登;塞鲁斯毕斯卡狄;卡文布鲁斯特;李奥纳狄珊多
分类号 G02B6/00 主分类号 G02B6/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种光学面板,包括:复数个堆叠光波导,每个光波导具有第一端及第二端,其中出射面系由复数个第一端所定义,而其中入射面系由复数个第二端所定义,而入射面实质上平行于出射面;以及至少一个连接至入射面之耦合器,系更改沿着入射面非垂直轴之光线方向为入射面垂直轴之方向。2.如申请专利范围第1项之光学面板,更包括至少一个光线产生系统。3.如申请专利范围第2项之光学面板,其中上述光线产生系统包括:一个光源;以及至少一个光线更改方向元件,其将从光源而来之入射光更改方向至上述耦合器。4.如申请专利范围第3项之光学面板,其中光源系靠近且平行于入射面,且其中光源放射平行于入射面且从入射面顶部至底部之光线。5.如申请专利范围第3项之光学面板,其中光源系从包括一个灯泡、一个幻灯片放映机、一个影像放映机以及一个雷射等的群组中选出。6.如申请专利范围第3项之光学面板,其中上述耦合器以约45至约90范围内之角度转向光线至入射面。7.如申请专利范围第3项之光学面板,其中上述光线产生系统更包括一个调变器及影像光学组件。8.如申请专利范围第2项之光学面板,其中上述光线产生系统包括:一个光线更改方向元件;以及一个投光器,系光学对准光线更改方向元件。9.如申请专利范围第8项之光学面板,其中投光器投射光线在光线更改方向元件上,其中光线系由光线更改方向元件更改方向至上述耦合器。10.如申请专利范围第9项之光学面板,其中投光器系置于入射面下方。11.如申请专利范围第9项之光学面板,其中投光器系置于靠近入射面之顶部以投射一般系平行入射面之光线,且与入射面分隔以使得光线能从光线更改方向元件转向至上述耦合器。12.如申请专利范围第9项之光学面板,其中投光器包括一个光源用以产生光线,以及一个调变器用以调变光线以形成影像。13.如申请专利范围第12项之光学面板,其中调变器系从包括一个液晶显示器、一个数位微反射镜装置、一个GLV、一个雷射光栅扫描器、一个PDLC、一LCOS、一个MEMS及一个CRT等的群组中选出。14.如申请专利范围第12项之光学面板,其中投光器包括影像光学组件,用以水平及垂直地分配光线跨于光线更改方向元件上。15.如申请专利范围第14项之光学面板,其中影像光学组件包括聚焦透镜及反射镜。16.如申请专利范围第15项之光学面板,其中影像光学组件及光线更改方向元件包括扩展透镜。17.如申请专利范围第2项之光学面板,其中2至4个之间的光线产生系统提供光线至上述耦合器。18.如申请专利范围第2项之光学面板,其中上述光线产生系统包括一个光栅扫描系统系跨于上述耦合器水平及垂直地以光栅扫描光线。19.如申请专利范围第2项之光学面板,更包括一个外壳,此外壳具有一个前面、一个背面、两个侧面、一个顶部及一个底部。20.如申请专利范围第19项之光学面板,其中上述外壳包围上述光线产生系统及上述复数个光波导于其内。21.如申请专利范围第19项之光学面板,其中上述外壳之前面系开口的,且其中上述外壳具有从开口前面至外壳背面之闭合深度。22.如申请专利范围第21项之光学面板,其中闭合深度系约12公分。23.如申请专利范围第21项之光学面板,其中顶部、底部、两个侧面及背面各者皆有靠近入射面之内部,以及外部,且其中顶部、底部、背面及两个侧面之内部颜色系黑色。24.如申请专利范围第1项之光学面板,其中每个光波导系沿着出射面水平延伸,而复数个堆叠光波导系沿着出射出垂直延伸。25.如申请专利范围第1项之光学面板,其中光线系显示在出射面上以作为视讯影像之用。26.如申请专利范围第1项之光学面板,其中复数个光波导具有沿着从入射面至出射面垂直轴之厚度,此厚度系小于出射面之宽度及高度。27.如申请专利范围第26项之光学面板,其中宽度对高度之比系4:3。28.如申请专利范围第27项之光学面板,其中出射面之高度系约100公分,出射面之宽度系约133公分,且其中厚度系约1公分。29.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述复数个光波导之每个光波导包括一个具有第一折射率之中间透明核心,此中间核心系置于至少两层涂层之间。30.如申请专利范围第29项之光学面板,其中形成中间核心之材料系从包括聚合体、塑胶薄片及玻璃板等的群组中选出。31.如申请专利范围第30项之光学面板,其中玻璃系型号BK7。32.如申请专利范围第30项之光学面板,其中玻璃系形成厚度范围在约2至40微米之间的玻璃板。33.如申请专利范围第30项之光学面板,其中该中间核心系叠层在至少两涂层之间。34.如申请专利范围第30项之光学面板,其中直接与中间核心接触之涂层具有低于第一折射率之第二折射率。35.如申请专利范围第30项之光学面板,其中涂层系从包括塑胶玻璃、玻璃、塑胶、聚亚安酯、低折射率聚合体及环氧基树脂等的群组中选出。36.如申请专利范围第30项之光学面板,其中一涂层系置于相邻中间核心之间,且其颜色系黑色。37.如申请专利范围第30项之光学面板,其中至少两涂层系置于相邻中间核心之间,且其中一涂层颜色系黑色。38.如申请专利范围第37项之光学面板,其中一透明涂层接触到中间核心,且一黑色涂层系置于相邻透明涂层之间。39.如申请专利范围第36项或第37项或第38项之光学面板,其中形成黑色涂层之材料系从内含黑色喷雾颜料及碳黑粒子之环氧基树脂黏着剂等的群组中选出,而环氧基树脂黏着剂将邻近的中间核心结合在一起。40.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述复数个光波导之每个光波导系沿着出射面水平方向连续性延伸之平面带状之形式。41.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述复数个堆叠光波导包括在约500至约800个光波导之间的堆叠层。42.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述复数个堆叠光波导之每个光波导系无倾斜地堆叠。43.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述耦合器系一个棱镜式耦合器。44.如申请专利范围第43项之光学面板,其中上述棱镜式耦合器包括菲涅耳(fresnel)棱镜式凹槽系笔直地沿着入射面水平之方向,且沿着入射面垂直之方向分开放置。45.如申请专利范围第44项之光学面板,其中上述棱镜式耦合器以高达90度之角度转向光线。46.如申请专利范围第45项之光学面板,其中上述棱镜式耦合器系直角传送薄膜。47.如申请专利范围第45项之光学面板,其中一反射器系直接置于上述棱镜式耦合器附近,以反射散射光线进入上述复数个堆叠光波导。48.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述耦合器系一个绕射元件。49.如申请专利范围第1项之光学面板,其中上述耦合器系一个全像术元件。50.一种制造薄光学面板之方法,包括:将一个第一玻璃板置于体积稍大于第一玻璃板的槽中;以热固化环氧基树脂填满此槽;在第一玻璃板上堆叠额外的玻璃板,藉此在每个玻璃板之间形成一层环氧基树脂;施加均匀压力在堆叠层上,藉此导致环氧基树脂在玻璃板之间流动以成为一般均匀程度;加热此堆叠层以固化;冷却此堆叠层;切割此堆叠层,以在堆叠层的一侧形成一个入射面且在堆叠层的相对侧形成一个出射面;结合一个耦合器至堆叠层的入射面;以及固定具有耦合器结合于其上之堆叠层在长方形外壳内,此长方形外壳具有一开口前面系光学对准出射面,且此长方形外壳内部具有一个光线产生器系光学对准耦合器。51.如申请专利范围第50项之方法,其中环氧基树脂颜色系黑色。52.如申请专利范围第50项之方法,其中环氧基树脂具有低于玻璃板之折射率。53.如申请专利范围第50项之方法,其中上述堆叠系重复进行直到已堆叠至约500及约800层玻璃板之间。54.如申请专利范围第50项之方法,其中玻璃板之间环氧基树脂的一般均匀程度之深度系约0.0002寸。55.如申请专利范围第50项之方法,其中上述加热系约摄氏80度。56.如申请专利范围第50项之方法,其中上述切割系使用钻石锯以实现。57.如申请专利范围第50项之方法,更包括在上述切割后以钻石磨光器抛光堆叠层。58.如申请专利范围第50项之方法,更包括在上述切割后磨砂出射面。59.一种制造薄光学面板之方法,包括:个别以折射率低于玻璃板折射率之透明涂层材料镀膜在复数个玻璃板上;垂直堆叠复数个镀膜玻璃板;使用环氧基树脂将复数个堆叠镀膜玻璃板固定在一起;施加均匀压力在堆叠层上;加热堆叠层以固化;切割此堆叠层以在堆叠层的一侧形成一个入射面且在堆叠层的相对侧形成一个出射面;结合一个耦合器到堆叠层的入射面;以及固定具有耦合器结合于其上之堆叠在长方形外壳内,此长方形外壳具有一开口前面系光学对准出射面,且此长方形外壳内部具有一个光线产生器系光学对准藉合器。60.如申请专利范围第59项之方法,其中环氧基树脂颜色系黑色。61.如申请专利范围第59项之方法,其中上述垂直堆叠系在尺寸稍大于一块镀膜玻璃板之表面面积的槽中实现。62.如申请专利范围第61项之方法,其中上述固定包括在堆叠前以热固化黑色环氧基树脂填满该槽。63.如申请专利范围第59项之方法,其中上述垂直堆叠系重复进行直到已堆叠至约500及约800层玻璃板之间。64.如申请专利范围第59项之方法,更包括在上述切割后磨砂入射面及出射面。65.如申请专利范围第59项之方法,更包括在上述切割后以钻石磨光器抛光入射面及出射面。66.一种制造薄光学面板之方法,包括:堆叠复数个玻璃板,每个玻璃板具有范围在约0.5寸至约1.0寸之间的宽度,且有范围在约12寸至约36寸之间的长度;置放一层黑色紫外光黏着剂在堆叠层的每块玻璃板之间;使用紫外光辐射线以固化每一层的黑色紫外光黏着剂;切割此堆叠层以在堆叠层的一侧形成一个入射面且在堆叠层的相对侧形成一个出射面;结合一个耦合器至堆叠层的入射面;以及固定且有耦合器结合于其上之堆叠层在长方形外壳内,此长方形外壳具有一开口前面系光学对准出射面,且此长方形外壳内部具有一个光线产生器系光学对准耦合器。67.如申请专利范围第66项之方法,其中上述堆叠系重复进行直到已堆叠至约500及约800层玻璃板之间。68.如申请专利范围第66项之方法,更包括在上述切割后磨砂入射面及出射面。69.如申请专利范围第66项之方法,更包括在上述切割后以钻石磨光器抛光入射面及出射面。图式简单说明:第一图系等视角轮廓图,说明一个光学面板;第二图系侧视剖面图,说明一个超薄光学面板;第三图系图解说明一个使用棱镜式耦合器之超薄光学显示器面板之水平及垂直横截面;以及第四图系根据本发明之另一实施例的光学显示面板之部份立体剖面图。
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