CN102073072A - 光学装置及其光学元件 - Google Patents

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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种光学元件，包括一基体以及一反眩光层。基体具有一表面，由一光滑平面反射的一光线由基体的表面入射；反眩光层包括复数个碳纳米管，碳纳米管相互平行排列于基体的表面，且碳纳米管的长度延伸方向平行于光线的一偏振方向。

Description

光学装置及其光学元件
技术领域
本发明涉及一种光学装置及其光学元件，尤其涉及一种基于碳纳米管的光学装置及其光学元件。
背景技术
光是一种电磁波，是由与光传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动所形成，此振动方向与传播方向垂直的波亦称为横波。横波的振动是有极性的，一般来说，光的极性指的是光波在电场的振动方向，而如果光波的振动方向对于光的传播方向具有不对称性，则称为偏振光。
通常，一般自然光在各个方向上的振动是均匀分布的，属于非偏振光，然而，当非偏振光在光滑的表面以一特定角度(Brewster’s angle)入射时，将会造成偏振光的形成，其中，光波在电场的振动方向平行于入射表面称为P型偏振光，另外，在电场的振动方向垂直于入射表面称为X型偏振光。举例来说，来自水面、玻璃面或金属面的反射光将包含有偏振光，而此极化的反射光将造成眩光现象，使观察者在视觉上产生不舒服且进而对物体看不清楚。
由于造成眩光现象的偏振光绝大部分是属于X型偏振光，为解决此问题，习知将高分子材料拉成丝状并呈方向性地排列，来消除X型偏振光以降低眩光现象，然而，由于高分子材料的自由电子较少，消除电场振动的效率较差，必须要有一定的厚度才能达到降低眩光的效果，然而，厚度的增加会导致透光率严重下降使得这种材料更不易应用于光学产品上。
发明内容
有鉴于此，如何提供一种有效消除眩光现象且透明度佳的光学装置及其光学元件，实为现今的重要课题之一。
一种光学元件，其包括一基体以及一反眩光层。其中，基体具有一表面，由一光滑平面反射的一光线由基体的表面入射；所述反眩光层包括多个碳纳米管，所述碳纳米管相互平行排列于所述基体的所述表面，且所述碳纳米管的长度延伸方向平行于所述光线的一偏振方向。
一种光学装置，其包括一本体以及一光学元件。其中，所述光学元件容置于所述本体中；所述光学组件包括一基体以及一反眩光层，所述基体具有一表面，由一光滑平面反射的一光线由所述基体的表面入射，所述反眩光层包括复数个碳纳米管，所述碳纳米管相互平行排列于所述基体的所述表面，且所述碳纳米管的长度延伸方向平行于所述光线的一偏振方向。
承上所述，因依光学装置及其光学元件藉由多个碳纳米管依一方向性地均匀排列在基体上，且碳纳米管的长度延伸方向平行于光线的一电场振动方向即偏振方向，由于碳纳米管具有优良的导电性，自由电子较多，可以有效地吸收特定方向的偏振光，来达到消光效果而使光学元件具有反眩光的功能。
附图说明
图1是本技术方案较佳实施例的光学装置的示意图。
图2是本技术方案较佳实施例的光学元件的示意图。
图3是本技术方案较佳实施例的当光束通过所述光学元件的示意图。
图4是本技术方案较佳实施例的所述碳纳米管呈膜状结构的示意图。
图5是本技术方案较佳实施例的所述碳纳米管呈线状结构的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本发明实施例的光学装置。
请参照图1与图2所示，依据较佳实施例的一种光学装置1包括一本体10以及一光学元件11，所述光学元件11容置于所述本体10中。所述光学装置1例如可为一太阳眼镜、一照相机、一摄影机、一建筑玻璃或是一汽车挡风玻璃。在本实施例中，所述光学装置1以太阳眼镜为例说明。于此，所述本体10为一框体，所述光学元件11例如为一镜片框设于所述框体10中。
所述光学元件11包括一基体111以及一反眩光层112，所述基体111具有一表面111a。在本实施例中，所述基体111为一玻璃镜片，然而，所述基体111的材质并不以此为限，其亦可以为一柔性基体，例如：聚对苯二甲二乙酯(PET，Polyethyleneterephthalate)。
所述反眩光层112设置于所述基体111的所述表面111a，所述反眩光层112由多个碳纳米管113构成，所述碳纳米管113相互平行排列于所述基体111的所述表面111a。
当一光线L入射一光滑表面例如：水面、玻璃面、金属面而造成反射时，依据分析，所述反射光线在反射角度40度至70度范围的间(与法线的夹角)包括的X型偏振光与P型偏振光的反射强度总量为19.3∶1，因此当人眼观察此光滑表面时，将因而造成眩光现象。于此，为消除X型偏振光，所述碳纳米管113的长度延伸方向与所述X型偏振光的电场振动方向平行，是以所述X型偏振光电场方向的电子会被所述平行的碳纳米管113吸收，且所述电子沿所述碳纳米管113的长度方向移动。因此，所述光学装置1在使用时，大部分的X型偏振光会被吸收，而选择让P型偏振光通过。
在本实施例中，所述碳纳米管113为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，所述碳纳米管113可排列形成一膜状结构(如图4所示)或是多个线状结构(如图5所示)设置于所述基体111表面111a上。所述膜状结构可由一碳纳米管阵列中拉伸形成，再藉由碳纳米管113本身的自黏性贴附于所述基体111的所述表面111a，于此，所述膜状结构中的所述碳纳米管113以其端部沿一方向连续相互连接形成，具体的，所述碳纳米管113首尾相连且沿拉伸方向延伸，相接的所述碳纳米管113的间是通过范得华力(van der Waals force)连接形成。
所述碳纳米管113的所述线状结构亦可从所述碳纳米管阵列中拉伸较窄宽度的部分形成，另外，所述线状结构可由拉伸所述碳纳米管阵列所形成的所述膜状结构中以有机溶剂处理后获得。在本实施例中，所述线状结构相互平行设置于所述基体111的所述表面111a，所述线状结构的间可以相互间隔或是相邻接触排列。
由于本实施例的所述碳纳米管113可藉由拉伸所述碳纳米管阵列所获得，所形成的所述反眩光层112可控制在0.5纳米至100毫米的厚度范围间，因此维持了所述反眩光层112具有一定的透明度，而提高了所述反眩光层112的应用性，足以应用于各类光学装置。
综上所述，因依光学装置及其光学元件藉由多个碳纳米管依一方向性地均匀排列在基体上，且所述方向平行于偏振光的一电场振动方向即偏振方向，由于碳纳米管具有优良的导电性，自由电子较多，可以有效地吸收特定方向的电场，来达到消光效果而使光学元件具有反眩光的功能。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围的内。

Claims (10)

1.一种光学元件，包括：
一基体，其具有一表面，由一光滑平面反射的一光线由所述基体的所述表面入射；以及
一反眩光层，其包括多个碳纳米管，所述碳纳米管相互平行排列于所述基体的所述表面，且所述碳纳米管的长度延伸方向平行于所述光线的一偏振方向。
2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光线的所述偏振方向垂直于所述平滑表面。
3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述基体为一柔性基体。
4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述基体为一玻璃镜片。
5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述碳纳米管排列形成一膜状结构或是多个线状结构。
7.如权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述膜状结构由端部延一方向相互连接的所述碳纳米管构成。
8.如权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述线状结构相互平行设置于所述基体的所述表面。
9.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述反眩光层的厚度范围为0.5纳米至100毫米。
10.一种光学装置，包括：
一本体；以及
一光学元件，其容置于所述本体中，所述光学元件包括一基体以及一反眩光层，所述基体具有一表面，由一光滑表面反射的一光线由所述基体的所述表面入射，所述反眩光层包括多个碳纳米管，所述碳纳米管相互平行排列于所述基体的所述表面，且所述碳纳米管的长度延伸方向平行于所述光线的一偏振方向。
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