[发明专利]光隧道以及制造光隧道的方法

说明书

一种光学设备包括：均具有反射平面的两个平板；以及两个厚度为H且均具有反射侧壁的平隔板。所述两个平板和所述两个平隔板以叠层的形式排列，所述两个平板的所述反射平面彼此面向设置，所述两个平隔板设置在一个平面中并且设置在所述两个平板之间，所述两个平隔板的反射侧壁彼此面向设置并且在所述两个平隔板的所述两个反射侧壁之间具有间隙，所述两个平板的所述面向设置的反射平面以及所述两个平隔板的所述面向设置的反射侧壁限定出在垂直于所述一个平面的方向上具有尺寸H的光隧道通路。该面向设置的反射侧壁可以相互平行，且以恒定的间隙W分隔开，以提供具有恒定横截面H×W的光隧道通路，或者可以形成一定角度以提供变窄的光隧道通路。

技术领域

本申请要求于2018年5月1日提交的美国临时专利申请序列号62/665,152的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

以下内容涉及光学设备技术、光子学技术、光隧道设备技术及其应用，例如光混合、光投影系统以及投影电视等。

光隧道包括具有反射内表面的管。在光隧道将光源与下游光学部件连接的光学设计中，光隧道用作光学积分棒以使光均匀化。例如，在投影显示设备中，投影灯可以聚焦到光隧道的输入孔上，并且从光隧道的输出孔出射的光由此在输出孔所在的区域上变得更均匀。光隧道在很大程度上保留了光学扩展量，因此，在输出孔处输出的光发散特性可以通过光隧道的适度变窄来设计。光隧道可提供额外或其它益处，例如提供用于连接热白炽灯与热敏下游光学器件的封闭光学路径。光隧道也可以用于使光成型，例如，在用于像素化显示设备的投影仪系统中，具有矩形横截面的光隧道在输出孔处提供矩形光源，该输出孔可以被设计成匹配矩形数字微镜设备(DMD)、像素化LCD显示设备等。

光隧道依赖于光与光隧道的反射内表面之间的强相互作用以提供光学积分器(光混合)效果。在几何光线建模中，这相当于通过光隧道的光线的多次反射(平均来说)。因此，为了高的光学效率，光隧道的内表面应当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，则输出为r^N，损耗为(1-r^N)。例如，如果r＝95％并且平均存在N＝4次反射，则光损耗为(1-0.95⁴)＝18％。如果反射率增加到r＝97％，则损耗降低到11％，而在r＝98％时，损耗下降到7.8％。在一种用于制造具有高光学效率的矩形横截面的光隧道的方法中，具有高反射率涂层的四个玻璃板以端对端的方式布置，每个板与相邻板成90度取向，其中高反射率涂层形成光隧道的内表面。心轴可以临时固定所述四个玻璃板，同时该四个玻璃板的相邻端部被粘合或以其它方式固定。

本文公开了一些改进。

发明内容

在本文所公开的一些示例性方面中，公开了一种光学设备，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；以及两个平隔板，每个平隔板均具有反射侧壁。所述两个平隔板设置在一个平面上，所述两个平隔板的反射侧壁彼此面向设置，所述两个面向设置的反射侧壁之间具有间隙。所述第一反射平面与含有所述两个平隔板的所述一个平面平行并与所述两个平隔板接触。所述第二反射平面与含有所述两个平隔板的所述一个平面平行并与所述两个平隔板接触。所述第一反射平面和所述第二反射平面设置在所述一个平面的相反两侧。

在本文公开的一些示例性方面中，光学设备包括：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设置；以及两个厚度为H的平隔板，所述平隔板设置在一个平面中并具有面向设置的反射隔板侧壁，所述两个平隔板设置在所述面向设置的第一反射平面和第二反射平面之间，使所述面向设置的第一反射平面和第二反射平面以厚度H间隔分开。