CN105988149B - 嵌入式射出棱镜的方法及光学棱镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种嵌入式射出棱镜的方法及光学棱镜。该方法包括下列步骤：提供光可透可反板及反射镜；放置光可透可反板及反射镜于模具中；以及注入光学透明材料于模具中，使得光学透明材料包覆及固定光可透可反板及反射镜，用于共同形成具有特定形状的光学棱镜。其中，反射镜具有倒圆角或倒斜角。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学棱镜及制造光学棱镜的方法，特别涉及一种嵌入式射出棱镜的方法及光学棱镜。
现有技术
随着科技的日新月异，人们希望能在看见实景的状况下，也能观看由电子装置所输出的资料或虚拟影像。因此，市面上陆续出现了一些智能型眼镜，其将光学棱镜搭配电子装置而挂载于眼镜上，使得电子装置将资料或虚拟影像透过光学棱镜内部的透射及反射，而成像于人们的眼睛上，且实景可通过从光学棱镜的另一面而也成像于人们的眼睛上，用于使得人们可同时观看到实景及电子装置所输出的资料或虚拟影像。
然而，目前的光学棱镜多为先使用塑胶射出或玻璃研磨，以形成各自具有斜面的一大一小棱镜，再在其中之一斜面上镀上半穿半反膜后，胶合此二个棱镜的斜面以形成一个完整的光学棱镜。但是如此一来，此二个棱镜的斜面就必须相互对应，若此二个斜面无法准确地对应，则不仅会影响到光学棱镜的外观，也有可能影响到光学棱镜内的光行进路线，进而降低光学棱镜的成品品质。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的就是在提供一种嵌入式射出棱镜的方法及光学棱镜，用于避免需对齐二个斜面所产生的问题。
为达上述目的，本发明提供一种嵌入式射出棱镜的方法，至少包括下列步骤：提供光可透可反板及反射镜，其中反射镜具有倒圆角或倒斜角以使得后续光学透明材料于注入时可通过反射镜以避免不饱膜现象；放置光可透可反板及反射镜于模具中；以及注入光学透明材料于模具中，使得光学透明材料包覆且固定光可透可反板及反射镜，用于共同形成具有特定形状的光学棱镜。
较优选地，放置于模具中的光可透可反板及反射镜之间具有夹角。
较优选地，模具可具有至少一个胶道入口以注入光学透明材料，且胶道入口的位置可相关于光可透可反板及反射镜的位置。
较优选地，在放置光可透可反板及反射镜于模具中之前，还包括计算光可透可反板及反射镜的材料以及光学透明材料的材料收缩比率，并使得模具的设计对应于材料收缩比率。
较优选地，在注入光学透明材料于模具中时，模具的第一组件及第二组件之间可具有距离，而在注入后的一段预设时间后，闭锁第一组件及第二组件(亦即使得第一组件及第二组件之间的距离归零或几近于零)。
较优选地，在进行注入光学透明材料于模具中的步骤前，还包括可先放置至少一个透明平板于模具内的四周，以定形光学棱镜的特定形状及尺寸大小，用于降低光学透明材料注入模具后的收缩比例。
因此，本发明的嵌入式射出棱镜的方法可通过先放置光可透可反板及反射镜于模具中，再注入光学透明材料于模具中以使得光学透明材料包覆且固定光可透可反板及反射镜的步骤，而无须考量斜面是否对应，进而可降低制程参数的复杂度以简化制造流程。此外，本发明的嵌入式射出棱镜的方法也可通过此技术特征，使得光学棱镜的外观可更加地整齐漂亮，且可降低成品与理论的光学路径的差异。
除此之外，本发明还提供一种光学棱镜，至少包括：反射镜，用于反射光线，此反射镜具有倒圆角或倒斜角以使得后续光学透明材料在注入时可通过反射镜以避免不饱膜现象；光可透可反板，设置于反射镜的侧边，此光可透可反板用于使得一极性的极化光可穿透光可透可反板，以及反射另一极性的极化光；以及具有特定形状的光学透明材料包覆层，通过使用射出成形方法以包覆及固定反射镜及光可透可反板，而避免需对齐二个斜面所产生的问题。
较优选地，光可透可反板及反射镜之间具有夹角。
较优选地，本发明的光学棱镜还可包括至少一个透明平板，设置在光学透明材料包覆层的周边内，以定义出光学棱镜的特定形状，并可降低光学透明材料包覆层的收缩比例。
较优选地，本发明的光学棱镜还可包括1/4λ板，设置在光可透可反板及反射镜之间，此1/4λ板改变从反射镜至光可透可反板的光线的极性。
因此，依本发明的嵌入式射出棱镜的方法及使用其制造的光学棱镜，可具有一或多个下述优点：
(1)通过先放置光可透可反板及反射镜于模具中，再注入光学透明材料于模具中以使得光学透明材料包覆且固定光可透可反板及反射镜的步骤，而无须考量斜面是否对应，进而可降低制程参数的复杂度以简化制造流程。
(2)通过光学透明材料包覆层包覆且固定光可透可反板及反射镜，使得光学棱镜的外观可更加地整齐漂亮，且可降低成品与理论的光学路径的差异。
(3)通过透明平板，用于降低光学透明材料包覆层的收缩比例。
附图说明
图1为本发明的嵌入式射出棱镜的方法的流程图。
图2为本发明的使用嵌入式射出棱镜的方法制造的光学棱镜的第一实施例的俯视图。
图3为本发明的使用嵌入式射出棱镜的方法制造的光学棱镜的第一实施例的前视图。
图4为本发明的嵌入式射出棱镜的方法的注入光学透明材料时的第一实施示意图。
图5为本发明的嵌入式射出棱镜的方法的注入光学透明材料时的第二实施示意图。
图6为本发明的使用嵌入式射出棱镜的方法制造的光学棱镜的第二实施例的俯视图。
附图标记说明
110：反射镜
120：光可透可反板
130：光学透明材料包覆层
140：1/4λ板
150：透明平板
200：模具
201：第一组件
202：第二组件
210：容置空间
221-223：胶道入口
300：注入元件
400：光学透明材料
910-930：步骤
d：距离
具体实施方式
请参阅图1至图3，图1为本发明的嵌入式射出棱镜的方法的流程图，图2为本发明的使用嵌入式射出棱镜的方法制造的光学棱镜的第一实施例的俯视图，图3为本发明的使用嵌入式射出棱镜的方法制造的光学棱镜的第一实施例的前视图。
如图1至图3所示，本发明的嵌入式射出棱镜的方法先提供光可透可反板120(例如偏极化板或其他可部分穿透光部分反射光的板)及反射镜110(步骤910)。其中，光可透可反板120也可例如为在平板上镀膜或涂布涂层而形成以使其整体具有光半穿透半反射(或任意比例的光穿透/反射)的特性。此外，反射镜110可具有倒圆角或倒斜角。举例来说，反射镜110的相邻二个面所交的夹角可例如经由磨圆或去除尖锐的夹角的程序，使得反射镜110的四周的夹角为倒圆角(例如经由磨圆的程序后)或倒斜角(例如经由去除尖锐的夹角的程序后)。此外，反射镜110可例如以光学透镜为基体，再镀上或涂布反射材料于此光学透镜的表面上，用于形成反射镜110。并且，此光学透镜可例如为凸面透镜，用于使得反射镜110为具有凸面反射膜的反射镜。而光可透可反板120也可具有倒圆角或倒斜角，举例来说，光可透可反板120的四周或其中的至少一个角可例如透过磨圆或去除尖锐的夹角的程序，而呈现倒圆角或倒斜角的形式。此外，光可透可反板120可例如以平板玻璃为基体(但不应局限于此，此基体可为任意的透明板状基体)，再镀上或涂布半穿半反膜或偏极化膜于此基体的表面上，用于使得一极化光可穿透此光可透可反板120，且此光可透可反板120可反射另一极化光。另外，反射镜110及光可透可反板120的耐热度及耐压度大于现有的具有斜面的棱镜的耐热度及耐压度。
而在步骤910后，再放置光可透可反板120(例如偏极化板或其他可部分穿透光部分反射光的板)及反射镜110于模具200的容置空间210中(步骤920)。也就是说，将光可透可反板120及反射镜110分别置入于模具200的容置空间210中的相对位置上。举例来说，放置于模具200中的光可透可反板120及反射镜110之间可例如具有夹角，此夹角可例如大约为30至60度的范围内，用于达到较佳的光穿透及光反射以及较佳的影像显示效果。其中，当光可透可反板120为偏极化板时，本发明的嵌入式射出棱镜的方法还可例如在光可透可反板120及反射镜110之间设置有1/4λ板140，此1/4λ板140改变从反射镜110至光可透可反板120的光线的极性。举例来说，1/4λ板140可例如为镀有或涂布有偏极化膜的透明平板，并设置在光可透可反板120及反射镜110之间，且光可透可反板120与1/4λ板140之间具有夹角。或者，本发明的嵌入式射出棱镜的方法可先提供一面为凸面，且另一面为平面的凸面透镜，并于凸面上镀上或涂布有反射膜，而在平面上则镀上或涂布有偏极化膜。且在步骤920中，将光可透可反板120放置于模具200中，且面对凸面透镜的平面，并可与凸面透镜的平面之间具有夹角。而当光可透可反板120为在平板上镀膜或涂布涂层以使其整体具有光半穿透半反射(或任意比例的光穿透/反射)的特性所形成时，本发明所形成的光学棱镜在此情况下无需具有1/4λ板140。
而在步骤920后，本发明的嵌入式射出棱镜的方法注入光学透明材料于模具200的容置空间210中，并充满容置空间210，使得此光学透明材料形成光学透明材料保护层130，并包覆及固定光可透可反板120(例如偏极化板或其他可部分穿透光部分反射光的板)及反射镜110，用于共同形成具有特定形状的光学棱镜(步骤930)。举例来说，本发明的嵌入式射出棱镜的方法可先依据实际需求，设计可制造出特定形状的光学棱镜的模具200，再将在步骤910中所提供的具有倒圆角或倒斜角的反射镜110及光可透可反板120(例如偏极化板)，以特定位置放置于模具200的容置空间210中(步骤920)，之后再注入光学透明材料于模具200的容置空间210中并充满容置空间210，待一段时间后，模具200中的光学透明材料会定型以形成光学透明材料包覆层130，且光学透明材料包覆层130会包覆反射镜110及光可透可反板120，并固定反射镜110及光可透可反板120的位置，用于共同形成具有特定形状的光学棱镜。也就是说，共模射出具有特定形状的光学棱镜。其中，此特定形状可例如为柱状或其他适合的形状。
其中，模具200可具有至少一个胶道入口221、222及223，用于提供通道以注入光学透明材料于容置空间210中，且胶道入口221、222及223的位置可相关于光可透可反板120及反射镜110的位置，用于避免不饱膜现象。举例来说，胶道入口221及223可例如设置于模具200的相对的二侧，使得光学透明材料可于模具200的相对的二侧各别注入于容置空间210中。而胶道入口222可例如设置于模具200的上方，进一步地，例如设置于光可透可反板120所对应的模具200的上方及/或设置于反射镜110所对应的模具200的上方，用于使得光学透明材料在从胶道入口221、222及223注入后可流至容置空间210中的各个位置，而避免不饱膜现象。再者，由于反射镜110具有倒圆角或倒斜角，因此当光学透明材料从邻近反射镜110的胶道入口221注入后，可流过反射镜110的倒圆角或倒斜角与模具200之间所形成的空间，用于可流至容置空间210中的较多位置，以避免不饱膜现象。其中，光学透明材料可例如为硅胶、环氧树脂或其他适合的光学透明塑胶。
因此，本发明的嵌入式射出棱镜的方法可通过先放置光可透可反板120及反射镜110于模具200的容置空间210中，再注入光学透明材料于模具200的容置空间210中，以使得光学透明材料包覆且固定光可透可反板120及反射镜110的步骤，而无须考量斜面是否对应，进而可降低制程参数的复杂度以简化制造流程。并且，本发明的嵌入式射出棱镜的方法也可通过光学透明材料包覆层130包覆且固定光可透可反板120及反射镜110，使得共模射出后的光学棱镜的外观可更加地整齐漂亮，且可降低成品与理论的光学路径的差异。
此外，本发明的嵌入式射出棱镜的方法还可利用一些步骤，用于因应注入模具200的容置空间210中的光学透明材料的收缩比例，而进行修正以使得共模射出后的光学棱镜的外观可更加地整齐漂亮，且更可降低成品与理论的光学路径的差异。举例来说，本发明嵌入式射出棱镜的方法可在放置光可透可反板120(例如偏极化板或其他可部分穿透光部分反射光的板)及反射镜110于模具200的容置空间210中(即步骤920)之前，先计算出光可透可反板120的材料、反射镜110的材料以及所欲注入容置空间210中的光学透明材料的材料收缩比率，来调整容置空间210的形状或元件之间的对应关系，使得模具200可对应于所计算出的材料收缩比率，以得到外观较为整齐漂亮的光学棱镜。其中，本发明嵌入式射出棱镜的方法也可先行依据光可透可反板120的材料、反射镜110的材料以及所欲注入模具200中的光学透明材料的材料收缩比率，而修改或设计模具200的制造参数(例如形状、模具元件的数量或对应关系、制造材料及制造环境等)，使得制造出来的模具200即可对应于所计算出的材料收缩比率。或者，本发明嵌入式射出棱镜的方法可在取得模具200后，再依据光可透可反板120的材料、反射镜110的材料以及所欲注入模具200中的光学透明材料的材料收缩比率，修改模具200的参数(例如形状及模具元件的数量或对应关系等)，使得模具200可对应于所计算出的材料收缩比率。
除此之外，请参阅图4至图5，图4为本发明的嵌入式射出棱镜的方法的注入光学透明材料时的第一实施示意图，图5为本发明的嵌入式射出棱镜的方法的注入光学透明材料时的第二实施示意图。如图1至图5所示，本发明的嵌入式射出棱镜的方法在注入光学透明材料于模具200中时(即步骤930)，先使得模具200的第一组件201及第二组件202之间具有距离d(也就是使得模具200不完全闭锁，如图4所示)，再在注入后的一段预设时间后，闭锁模具200的第一组件201及第二组件202(也就是使得距离d为零或近似于零，如图5所示)。举例来说，本发明的嵌入式射出棱镜的方法在步骤930中，可先使得模具200的第一组件201及第二组件202之间具有距离d，再利用注入元件300将光学透明材料400注入于模具200中，由于第一组件201及第二组件202之间具有距离d，因此会有部分的光学透明材料400从第一组件201及第二组件202之间流出，而在注入的时间区间中，或者在注入后的一段预设时间后，本发明的嵌入式射出棱镜的方法可计算(或测量)模具200内的各平面的压力，待计算(或测量)所得的各个压力值接近一致后或大约相同后，施加压力给第二组件202以使得第二组件202朝向第一组件201的方向移动，用于压缩闭锁第一组件201及第二组件202。之后，再经过一段时间后(即等待光学透明材料凝固后)，拆开模具200以得到具有特定形状的光学棱镜。
另外，本发明的嵌入式射出棱镜的方法也可在容置空间210内四周的至少一个平面置放有透明平板，用于固定光学棱镜的形状。请参阅图6，图6为本发明的使用嵌入式射出棱镜的方法制造的光学棱镜的第二实施例的俯视图。其中，光学棱镜的第二实施例与第一实施例的差别在于，第二实施例还具有透明平板。如图1至图6所示，本发明的嵌入式射出棱镜的方法在步骤930之前，还可放置至少一个透明平板150于模具200的容置空间210内的四周的至少一个平面上，用于定型光学棱镜的特定形状及尺寸大小。其中，透明平板150也可镀上或涂布有模层，用于可保护透明平板150或可增加光学棱镜的特性及/或功能。此外，当本发明的嵌入式射出棱镜的方法进行步骤930时，光学透明材料也可包覆透明平板150，例如于透明平板150的外侧包覆厚度小于1毫米的薄膜，并且由于包覆在透明平板150的外侧的薄膜均匀且厚度相对较薄，因此可使得光学透明材料在收缩时会受限于透明平板150的位置，而降低由光学透明材料所形成的光学透明材料包覆层130的收缩比例。
因此，本发明的光学棱镜可至少包含反射镜110、光可透可反板120以及光学透明材料包覆层130。其中，反射镜110用于反射光线且具有倒圆角或倒斜角，而光可透可反板120则设置于反射镜110的侧边，且用于使得一极化光可穿透此光可透可反板120以及反射另一极化光。另外，光学透明材料包覆层130则可通过射出成形方法，而包覆并固定反射层110及光可透可反板120，且具有特定形状，用于使得本发明的光学棱镜的外观可更加地整齐漂亮，且可具有较佳的光学路径。其中，反射镜110及光可透可反板120之间可具有夹角，用于优化光学棱镜中的光学路径。除此之外，本发明的光学棱镜还可包含至少一个透明平板150于光学透明材料包覆层130的周边，且光学透明材料包覆层130包覆透明平板150，用于定义出光学棱镜的形状。其中，光学透明材料包覆层130在透明平板150的外侧边仅具有小于1毫米的厚度。另外，当光可透可反板120为偏极化板时，本发明的光学棱镜还可包含1/4λ板140设置于光可透可反板120及反射镜110之间，且1/4λ板140与光可透可反板120之间可例如具有夹角。并且，1/4λ板140改变从反射镜110至光可透可反板120的光线的极性，用于使得穿过光可透可反板120而到达反射镜110的光线，在经过反射镜110的反射及穿过1/4λ板140后，会改变其极性以使得此光线再次到达光可透可反板120处时，光可透可反板120会反射此光线至特定方向，使得使用者可透过此特定方向观看到此光线。而当光可透可反板120为在平板上镀膜或涂布涂层以使其整体具有光半穿透半反射(或任意比例的光穿透/反射)的特性所形成时，本发明的光学棱镜在此情况下无需具有1/4λ板140。
总言之，本发明的光学棱镜可透过光学透明材料层130以射出成形方法包覆且固定反射镜110及光可透可反板120，而达到较佳的外观、较佳的光学棱镜中的光学路径以及较佳的影像显示效果。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明专利范围中。
Claims (9)
1.一种嵌入式射出棱镜的制造方法，其特征在于，至少包括下列步骤：
提供光可透可反板及反射镜，其中所述反射镜具有倒圆角或倒斜角；
放置所述光可透可反板及所述反射镜于模具中；以及
注入光学透明材料于所述模具中，使得所述光学透明材料包覆及固定所述光可透可反板及所述反射镜，用于共同形成具有特定形状的光学棱镜，
其中，在注入所述光学透明材料于所述模具中前，还包括放置至少一个透明平板于所述模具内的四周，以定形所述光学棱镜的所述特定形状及尺寸大小。
2.如权利要求1所述的嵌入式射出棱镜的制造方法，其特征在于，放置于所述模具中的所述光可透可反板及所述反射镜之间具有夹角。
3.如权利要求1所述的嵌入式射出棱镜的制造方法，其特征在于，所述模具具有至少一个胶道入口以注入所述光学透明材料，且所述胶道入口的位置相关于所述光可透可反板及所述反射镜的位置。
4.如权利要求1所述的嵌入式射出棱镜的制造方法，其特征在于，在放置所述光可透可反板及所述反射镜于所述模具中之前，还包括计算所述光可透可反板及所述反射镜的材料及所述光学透明材料的材料收缩比率，并使得所述模具对应于所述材料收缩比率。
5.如权利要求1所述的嵌入式射出棱镜的制造方法，其特征在于，所述模具包括彼此相对设置的第一组件及第二组件，在注入所述光学透明材料于所述模具中时，所述模具的所述第一组件及所述第二组件之间具有距离，而在注入后的一段预设时间后，闭锁所述第一组件及所述第二组件。
6.一种光学棱镜，其特征在于，至少包括：
反射镜，用于反射光线，所述反射镜具有倒圆角或倒斜角；
光可透可反板，设置在所述反射镜的侧边，所述光可透可反板用于使得一极化光穿透所述光可透可反板，以及反射另一极化光；以及
光学透明材料包覆层，具有特定形状，所述光学透明材料包覆层通过使用射出成形方法以包覆及固定所述反射镜及所述光可透可反板。
7.如权利要求6所述的光学棱镜，其特征在于，所述光可透可反板及所述反射镜之间具有夹角。
8.如权利要求6所述的光学棱镜，其特征在于，还包括：
至少一个透明平板，设置在所述光学透明材料包覆层的周边内，以定义出所述光学棱镜的所述特定形状。
9.如权利要求6所述的光学棱镜，其特征在于，还包括：
1/4λ板，设置在所述光可透可反板及所述反射镜之间，所述1/4λ板改变从所述反射镜至所述光可透可反板的光线的极性。
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