CN110095839A - 具影像弥补的光纤 - Google Patents
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Abstract
一种具影像弥补的光纤，为由多个光纤同向排列结合的一光学构件，该光学构件由一输出端面、一输入端面、一侧邻接面所构成；该输出端面为该些光纤的一端截面集结而成，上述截面分别呈正圆或正多边形的几何图形，该输入端面为该些光纤的另一端截面集结而成，上述截面呈非正圆或非正多边形，该侧邻接面与该些光纤同向延伸，藉由上述结构，能提供使用者无论从正面或侧面观看，画面所呈现的图像均能维持预定亮度。
Description
技术领域
本发明提供一种光纤，尤指一种具影像弥补的光纤，透过输出端面为正切且构成的多个光纤截面为正圆或正多边形，输入端面为斜切且相对应输出端面的多边形呈现非正圆或非正多边形，以达到无论正面或侧面视角观赏图像仍保持一定亮度。
背景技术
图13、图14为习用光纤制造方式及第一实施例具体应用示意图。图13系先将一光学构件50由多个光纤501透过压力进行压缩后，接着如图14透过裁切取得呈三角柱状体的该光学构件50，该光学构件50具有一输出端面51、一输入端面52及一侧邻接面53；该侧邻接面53及该输入端面52受挤压力影响，使该输入端面52受压缩后内部该些光纤501的开口截面缩小，该输入端面52再以正切使其截面呈现密度不同的圆或多边形的几何图形，该输出端面51以斜切的方式形成，使该些光纤501的开口截面呈斜切断面。
图15为尚未进行切割成三角形柱形态的该光学构件50的放大示意图，该光学构件50的该侧邻接面53系受力推压，该输出端面51系以斜切的方式形成该光学构件50三角形态的最长边长，使该输出端面51构成的该些光纤501截面呈斜切，该输入端面52系为正切的方式直切。
图16为该光纤501的结构，由于该光纤501的出光端为斜切截面，因此光线从入出光端导出后，会偏折朝向斜切端口前进，因此使用者在F点光线明亮，在G点则呈现较暗的光线。
图17揭露该些光学构件50呈左右对称设置于二相互接合的显示装置60表面上方，该些光学构件50顶端相结合位置处为该些显示装置60接合位置正上方，当图案从该些显示装置60透过该些光学构件50的折射能避免图案产生断层。当使用者从图17中的H点观看时，该些显示装置60所显示的图案亮度会维持且图案能很好的呈现，然而从I点观看时，该些显示装置60接合位置处显示较暗，相较于从H点正面观看，图案呈现明显的亮度差异，图案的表面较差。
图18、图19为另一种习用的一光学构件70实施例示意图，该光学构件70设置于多个显示装置80的相互接合位置处，由于该光学构件70两侧分别设有具有平行且呈直线的一端边71，换言的其侧边没有光纤导引，因此使用者在K点观看时无法看到图案的呈现。
图20为揭露由多个第一光纤701及多个第二光纤702所构成的该光学构件70截面示意图，该光学构件70的中段部设置一用以支撑及粘合该些第一光纤701的树脂支撑结构72，且该些第一光纤701形状系与该树脂支撑结构72的表面形状近似，该些第二光纤702系远离该树脂支撑结构72；当使用者从J点观看时，受到其中一该端边71的影响，使其无法看到图案的呈现。
图21为该第一光纤701的截面示意图，该第一光纤701顶部开口一径向长度D1大于该第一光纤701底部开口一径向长度D2。图22系揭露该第二光纤702的顶部开口径向长度与底部开口径向长度均相等。因此当该显示装置80折射出的影像时，上述影像通过该些第一光纤701时会放大，通过该些第二光纤702时则保持不变。
为了解决图18该些端边71所影响图案的呈现问题，业者提出了如图23所示的一呈现四边形的光学构件90，该光学构件90将原来端边的部分直接斜切形成一斜边91，避免图像无法呈现的问题，然而构成该斜边91的多个光纤92，会有如同图24所揭露的该光纤92斜截面产生光线偏折的问题，让使用者从N点(或L点)观看时图像亮度表现良好，然而从O点(或M点)观看时图像会偏暗，进而产生图像的亮度差异。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具影像弥补的光纤，能克服现有技术的缺陷，达到无论正面或侧面视角观赏图像仍保持一定亮度。
为实现上述目的，本发明公开了一种具影像弥补的光纤，其特征在于包括：
一由多个光纤同向排列结合的光学构件，该些光纤分别由一芯材及一皮壳所构成，该芯材的折射率介于1.55～1.91，该皮壳的折射率介于1.39～1.53，该些光纤的出光开口角度大于11.5°，该光学构件的截面由一输出端面、一输入端面、一侧邻接面所形成；
该输出端面为该些光纤的一端截面集结而成，上述截面经由正切使其分别呈正圆或正多边形的几何图形，该输出端面的截面未受施力影响，使截面的密度相同；
该输入端面为该些光纤的另一端截面集结而成，上述截面相对应该输出端面的该些光纤的几何图形截面，该输入端面受力压挤影响其截面密度，使该输入端面的截面密度朝向该侧邻接面的方向呈线性渐缩，再透过斜切使几何图形截面呈非正圆或非正多边形；
该侧邻接面与该些光纤同向延伸，该侧邻接面与该输入端面所形成的夹角为钝角，该侧邻接面与该输出端面所形成的夹角为一第一锐角，该输入端面与该输出端面所形成的夹角为一第二锐角。
其中，该第一锐角的角度介于5°～85°之间；该第二锐角的角度介于1°～50°之间。
其中，该第一锐角最佳的角度介于8°～75°之间，该第二锐角最佳的角度介于3°～35°之间。
其中，构成该输入端面的该些光纤的斜切截面角度朝向该侧邻接面的方向呈线性渐缩，上述斜切截面角度介于1°～65°之间。
其中，上述斜切截面最佳角度介于3°～55°之间。
其中，该侧邻接面近该输入端面的边段设有一用以承靠边框的抵靠段。
其中，该光纤受力挤压后形成两种不同形态的一第一光纤及一第二光纤，该第一光纤及该第二光纤分别具有一出光端部及一入光端部，多个出光端部构成该输出端面，多个入光端部构成该输入端面，该第一光纤的该出光端部及该入光端部的径向截面比值大于或等于该第二光纤的该出光端部及该入光端部的径向截面比值。
其中，构成该输入端面的该些光纤的截面随着接近该侧邻接面而线性缩减其面积。
其中，该光学构件裁切为三角柱体，由该输出端面、该输入端面、该侧邻接面及二个与上述三面抵接的抵接面所构成。
其中，二该光学构件对称设置于二显示装置接合处。
通过上述结构，本发明的具影像弥补的光纤由多个光纤同向排列结合的一光学构件，该光学构件的截面由一输出端面、一输入端面、一侧邻接面所形成，该输出端面为该些光纤的一端截面集结而成，上述截面经由正切使其分别呈正圆或正多边形的几何图形，该输出端面的截面未受施力影响，使截面的密度均相同；该输入端面为该些光纤的另一端截面集结而成，上述截面系相对应该输出端面的该些光纤的几何图形截面，该输入端面受力压挤影响其截面密度，使该输入端面的截面密度朝向该侧邻接面的方向呈线性渐缩，再透过斜切使几何图形截面呈非正圆或非正多边形；该侧邻接面与该些光纤同向延伸，该侧邻接面与该输入端面所形成的夹角为钝角，该侧邻接面与该输出端面所形成的夹角为一第一锐角，该输入端面与该输出端面所形成的夹角为一第二锐角。该光学构件的切割方向会影响该些光纤截面方向及截面形状，由于该些光纤所构成的该输出端面的截面因正切而分别呈正圆或正多边形的几何图形，该输入端面的该些光纤截面因斜切而呈非正圆或非正多边形，光线从该些光纤离开后因为截面均呈正圆或正多边形，使得光线发散均匀，让使用者无论从正面或侧面观看，画面所呈现的图像均能维持预定亮度为其主要目的。
附图说明
图1为本发明的立体实施例示意图。
图2为制作本发明光学构件的动作流程示意图(一)。
图3为制作本发明光学构件的动作流程示意图(二)。
图4为制作本发明光学构件的动作流程示意图(三)。
图5为本发明光学构件的放大示意图。
图6为本发明光学构件的径向截面示意图。
图7为本发明邻近侧邻接面的光纤径向截面及出光端部(S1)及入光端部(S2)的长度示意图。
图8为本发明远离侧邻接面的光纤径向截面示意图。
图9为本发明的具体应用于边框等于屏幕的平面显示装置实施例示意图。
图10为图9的第一光纤导光方向示意图。
图11为图9的第二光纤导光方向示意图。
图12为本发明的具体应用于边框高于屏幕的显示装置实施例示意图。
图13为制作习用光学构件的动作流程示意图(一)。
图14制作习用光学构件的动作流程示意图(二)。
图15为习用光学构件的放大示意图。
图16为习用光纤导光方向示意图。
图17为图16的光纤的具体应用的第一实施例示意图。
图18为另一种习用光纤的具体应用的第二实施例示意图。
图19为图18的放大示意图。
图20为图18的剖面示意图。
图21为图20的第一光纤剖面示意图。
图22为图20的第二光纤剖面示意图。
图23为第三种习用光纤的具体应用的第三实施例示意图。
图24为图23的光纤部分放大示意图。
具体实施方式
图1看出二显示装置40靠近置放后的一边框交接处42为图像非有效区，换言之，当图像横跨该些显示装置40时会产生断层，因此于该边框交接处42的表面设置本发明的二光学构件10，将该些光学构件10左右对称设置覆盖该边框交接处42，能使该些显示装置40的图像经由该些光学构件10折射呈现于该边框交接处42，使图像呈现连续画面。
图2至图4为本发明的该光学构件10的其中一种制作方式，首先参阅图2，将多个光纤11同向排列并集结成束以初步形成该光学构件10，接着施加压力于该光学构件10的其中一侧表面使其朝向另一侧内凹；接着如图3将下凹处的该光学构件10裁切出具有下凹状的长形块体，并从上述下凹部分对称下切至底端，使上述下凹状的长形块体分成两个径向截面近似梯形的长形块体；再如图4去除一三角形柱体44，使该光学构件10呈现近似三角柱体。
参阅图5、图6并搭配图4，该光学构件10的截面由一输出端面12、一输入端面14、一侧邻接面16所形成，及二个与上述三面(该输出端面12、该输入端面14及该侧邻接面16)抵接的抵接面18从而构成三角柱体。
图6揭露该光学构件10系由多个光纤11集结成束同向排列而成，该些光纤11的出光开口角度(又称数值孔径)系大于11.5°，该输出端面12为该些光纤11的一端截面集结而成，上述截面经由正切使其分别呈正圆或正多边形的几何图形，由于该输出端面12的截面在制作时未受施力影响，因此其截面的密度均相同；该输入端面14为该些光纤11的另一端截面集结而成，上述截面系相对应该输出端面12的该些光纤11的几何图形截面，在制作时，该输入端面14受压力挤压影响其截面密度，使该输入端面14的截面密度朝向该侧邻接面16的方向呈线性渐缩，再透过斜切使几何图形截面呈非正圆或非正多边形；举例来说，若该输出端面12的该些光纤11几何图形截面为正圆，则该输入端面14的该些光纤11因受施力影响，使几何图形截面形成非正圆(近似椭圆)。接着，该侧邻接面16与该些光纤11同向延伸，该侧邻接面16与该输入端面14所形成的夹角为钝角，该侧邻接面16与该输出端面12所形成的夹角为一第一锐角191，该第一锐角191的角度介于5°～85°之间，最佳角度为8°～75°之间，该输入端面14与该输出端面12所形成的夹角为一第二锐角192，该第二锐角192的角度系介于1°～50°之间，最佳角度介于3°～35°之间。
上述的该输出端面12的该些光纤11几何图形截面亦为正多边形，则该输入端面14的该些光纤11几何图形截面，为相对应该输出端面12的几何图形截面且为非正多边形。举例来说，若该输出端面12的的该些光纤11几何图形截面为正方形，则该输入端面14的该些光纤11几何图形截面则为非正方形(能为其他形状的四边形)。
其中构成该输入端面14的该些光纤11的截面随着接近该侧邻接面16而线性缩减该些光纤11的截面面积。
图7、图8并搭配图6揭露该光纤11受挤压后的整体形态及斜切端部截面角度。该光纤11受挤压后会形成两种不同受力形态的一第一光纤1101及一第二光纤1102，该第一光纤1101有一个截面角度α°，该第二光纤1102均有一个截面角度β°，上述的截面角度α°及β°系为该输入端面14斜切的截面角度，所述的截面角度α°及β°朝向该侧邻接面16的方向呈线性渐缩，截面角度α°及β°系介于1°～65°之间，最佳角度介于3°～55°之间，且截面角度α°小于或等于截面角度β°。
参阅图7并搭配图6，该些第一光纤及1101分别具有一出光端部1111及一入光端部1112，多个出光端部1111构成该输出端面12，多个入光端部1112构成该输入端面14，该些第一光纤1101系位于该光学构件10中靠近该侧邻接面16处，由于该侧邻接面16系直接受到压力的挤压，因此靠近该侧邻接面16的该些第一光纤1101同样会受压力作用而产生形变导致截面密度改变，该些第一光纤1101其中一端部构成该输出端面12的径向截面具有一最长距离S1(位于该出光端部1111)，另一端部构成该输入端面14的径向截面具有一最长距离S2(位于该入光端部1112)，该最长距离S1大于或等该最长距离S2，该第一光纤1101的径向截面比值S1/S2最小趋近于1。
接着参阅图8并搭配图6，该第二光纤1102同样具有该出光端部1111及该入光端部1112，由于该第二光纤1102距离该侧邻接面16较远，因此受挤压力的影响较小，几乎没有产生形变，该出光端部1111及该入光端部1112的径向截面距离相等，且该出光端部1111及该入光端部1112的截面比值为1。
再从图7、图8比较该第一光纤1101和该第二光纤1102的径向截面，该第一光纤1101的该出光端部1111与该入光端部1112的径向截面比值S1/S2大于或等于该第二光纤1102的该出光端部1111与该入光端部1112的径向截面比值。上述的该第一光纤1101及该第二光纤1102均由一芯材112及一皮壳114所构成，该芯材112的折射率大于该皮壳114的折射率，该芯材112的折射率介于1.55～1.91之间，该皮壳114的折射率介于1.39～1.53之间。
图9为本发明具体实施例示意图，当二该显示装置40相接时，该边框交接处42为图像非有效区，从该些显示装置40呈现的图像于该边框交接处42会产生明显的图案断层现象，是以将该些光学构件10分别于各该显示装置40的表面邻近该边框交接处42对称设置；各该输入端面14平行贴抵于相对应的该些显示装置40上，各该输出端面12以向上倾斜的方式对称设置，上述顶部端点相抵的位置系落在该边框交接处42的上方位置。
当图像从该些显示装置40传送出时，图像从该输入端面14进入，由该输出端面12离开，此时从该些光学构件10折射出的图像会延伸并呈现于该边框交接处42的上方位置，使图像呈现连续画面，同时，由于构成该输出端面12的该些光纤11截面为正切，因此光线输出后会直线前进，让使用者无论从A点(左斜右，位于该显示装置40左方)、B点(右斜左，位于该显示装置40左方)、C点(正面)、D点(左斜右，位于该显示装置40右方)或E点(右斜左，位于该显示装置40右方)观看，画面所呈现的图像均能维持预定亮度及不产生断层。
图10和图11均为图9部分结构放大示意图，系揭露的该第一光纤1101或该第二光纤1102通入光线后的光导方向。当光线导入该第一光纤1101或该第二光纤1102后，会顺着该第一光纤1101或该第二光纤1102管径所导引的方向前进，无论是该第一光纤1101或该第二光纤1102的出光端截面均呈正圆，因此当光线离开时，会顺着该第一光纤1101或该第二光纤1102所示的出光开口角度(又称数值孔径)离开，上述出光开口角度界定θ°大于11.5°；换言之，由于该第一光纤1101或该第二光纤1102的出光端面均呈正圆或正多边形，使得光导出后能顺着出光端面导引的方向前进。
图12揭露另一种设置该些光学构件10的具体实施例，本发明的该光学构件10的该侧邻接面16靠近该输出端面12的边段，设有一用以承靠该边框451的抵靠段17，应用于一边框451高于一影像呈现结构452的多个显示装置45上。
由此，本发明的切割方向会影响该些光纤截面方向及截面形状，由于该些光纤所构成的该输出端面的截面因正切而分别呈正圆或正多边形的几何图形，该输入端面的该些光纤截面因斜切而呈非正圆或非正多边形，光线从该些光纤离开后因为截面均呈正圆或正多边形，使得光线发散均匀，让使用者无论从正面或侧面观看，画面所呈现的图像均能维持预定亮度为其主要目的。
Claims (10)
1.一种具影像弥补的光纤，其特征在于包括：
一由多个光纤同向排列结合的光学构件，该些光纤分别由一芯材及一皮壳所构成，该芯材的折射率介于1.55～1.91，该皮壳的折射率介于1.39～1.53，该些光纤的出光开口角度大于11.5°，该光学构件的截面由一输出端面、一输入端面、一侧邻接面所形成；
该输出端面为该些光纤的一端截面集结而成，上述截面经由正切使其分别呈正圆或正多边形的几何图形，该输出端面的截面未受施力影响，使截面的密度相同；
该输入端面为该些光纤的另一端截面集结而成，上述截面相对应该输出端面的该些光纤的几何图形截面，该输入端面受力压挤影响其截面密度，使该输入端面的截面密度朝向该侧邻接面的方向呈线性渐缩，再透过斜切使几何图形截面呈非正圆或非正多边形；
该侧邻接面与该些光纤同向延伸，该侧邻接面与该输入端面所形成的夹角为钝角，该侧邻接面与该输出端面所形成的夹角为一第一锐角，该输入端面与该输出端面所形成的夹角为一第二锐角。
2.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，该第一锐角的角度介于5°～85°之间；该第二锐角的角度介于1°～50°之间。
3.如权利要求2所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，该第一锐角最佳的角度介于8°～75°之间，该第二锐角最佳的角度介于3°～35°之间。
4.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，构成该输入端面的该些光纤的斜切截面角度朝向该侧邻接面的方向呈线性渐缩，上述斜切截面角度介于1°～65°之间。
5.如权利要求4所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，上述斜切截面最佳角度介于3°～55°之间。
6.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，该侧邻接面近该输入端面的边段设有一用以承靠边框的抵靠段。
7.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，该光纤受力挤压后形成两种不同形态的一第一光纤及一第二光纤，该第一光纤及该第二光纤分别具有一出光端部及一入光端部，多个出光端部构成该输出端面，多个入光端部构成该输入端面，该第一光纤的该出光端部及该入光端部的径向截面比值大于或等于该第二光纤的该出光端部及该入光端部的径向截面比值。
8.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，构成该输入端面的该些光纤的截面随着接近该侧邻接面而线性缩减其面积。
9.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，该光学构件裁切为三角柱体，由该输出端面、该输入端面、该侧邻接面及二个与上述三面抵接的抵接面所构成。
10.如权利要求1所述的具影像弥补的光纤，其特征在于，二该光学构件对称设置于二显示装置接合处。
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