[發明專利]光隧道以及制造光隧道的方法

在審

• 申請號: 201980034607.2
• 申請日: 2019-05-01
• 公開（公告）號: CN112189162A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 邁克爾·P·紐厄爾
• 申請（專利權）人: 美題隆公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B5/08
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;盛博

一種光學設備包括：均具有反射平面的兩個平板；以及兩個厚度為H且均具有反射側壁的平隔板。所述兩個平板和所述兩個平隔板以疊層的形式排列，所述兩個平板的所述反射平面彼此面向設置，所述兩個平隔板設置在一個平面中并且設置在所述兩個平板之間，所述兩個平隔板的反射側壁彼此面向設置并且在所述兩個平隔板的所述兩個反射側壁之間具有間隙，所述兩個平板的所述面向設置的反射平面以及所述兩個平隔板的所述面向設置的反射側壁限定出在垂直于所述一個平面的方向上具有尺寸H的光隧道通路。該面向設置的反射側壁可以相互平行，且以恒定的間隙W分隔開，以提供具有恒定橫截面H×W的光隧道通路，或者可以形成一定角度以提供變窄的光隧道通路。

技術領域

本申請要求于2018年5月1日提交的美國臨時專利申請序列號62/665,152的優先權，該專利申請的全部內容通過引用并入本文。

背景技術

以下內容涉及光學設備技術、光子學技術、光隧道設備技術及其應用，例如光混合、光投影系統以及投影電視等。

光隧道包括具有反射內表面的管。在光隧道將光源與下游光學部件連接的光學設計中，光隧道用作光學積分棒以使光均勻化。例如，在投影顯示設備中，投影燈可以聚焦到光隧道的輸入孔上，并且從光隧道的輸出孔出射的光由此在輸出孔所在的區域上變得更均勻。光隧道在很大程度上保留了光學擴展量，因此，在輸出孔處輸出的光發散特性可以通過光隧道的適度變窄來設計。光隧道可提供額外或其它益處，例如提供用于連接熱白熾燈與熱敏下游光學器件的封閉光學路徑。光隧道也可以用于使光成型，例如，在用于像素化顯示設備的投影儀系統中，具有矩形橫截面的光隧道在輸出孔處提供矩形光源，該輸出孔可以被設計成匹配矩形數字微鏡設備(DMD)、像素化LCD顯示設備等。

光隧道依賴于光與光隧道的反射內表面之間的強相互作用以提供光學積分器(光混合)效果。在幾何光線建模中，這相當于通過光隧道的光線的多次反射(平均來說)。因此，為了高的光學效率，光隧道的內表面應當具有非常高的反射率。如果存在(平均)N次反射并且表面具有反射率r，則輸出為r^N，損耗為(1-r^N)。例如，如果r＝95％并且平均存在N＝4次反射，則光損耗為(1-0.95⁴)＝18％。如果反射率增加到r＝97％，則損耗降低到11％，而在r＝98％時，損耗下降到7.8％。在一種用于制造具有高光學效率的矩形橫截面的光隧道的方法中，具有高反射率涂層的四個玻璃板以端對端的方式布置，每個板與相鄰板成90度取向，其中高反射率涂層形成光隧道的內表面。心軸可以臨時固定所述四個玻璃板，同時該四個玻璃板的相鄰端部被粘合或以其它方式固定。

本文公開了一些改進。

發明內容

在本文所公開的一些示例性方面中，公開了一種光學設備，包括：具有第一反射平面的第一元件；具有第二反射平面的第二元件；以及兩個平隔板，每個平隔板均具有反射側壁。所述兩個平隔板設置在一個平面上，所述兩個平隔板的反射側壁彼此面向設置，所述兩個面向設置的反射側壁之間具有間隙。所述第一反射平面與含有所述兩個平隔板的所述一個平面平行并與所述兩個平隔板接觸。所述第二反射平面與含有所述兩個平隔板的所述一個平面平行并與所述兩個平隔板接觸。所述第一反射平面和所述第二反射平面設置在所述一個平面的相反兩側。

在本文公開的一些示例性方面中，光學設備包括：具有第一反射平面的第一元件；具有第二反射平面的第二元件，所述第二反射平面面向所述第一反射平面設置；以及兩個厚度為H的平隔板，所述平隔板設置在一個平面中并具有面向設置的反射隔板側壁，所述兩個平隔板設置在所述面向設置的第一反射平面和第二反射平面之間，使所述面向設置的第一反射平面和第二反射平面以厚度H間隔分開。