JP2009048167A

JP2009048167A - 光トンネル構造及びその製造方法

Info

Publication number: JP2009048167A
Application number: JP2008130717A
Authority: JP
Inventors: Ren-Meng Liao; 仁盟廖
Original assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-03-05
Also published as: TW200909980A; US20090052042A1

Abstract

【課題】光トンネルに隣接した反射板の接合部に不浸透層を設置し、接合部に接着剤を充填することによって、製品の耐温度性を上げることができるだけでなく、且つ防水性効果を達成することができ、製品が高温、高湿となった、効果を失うことがない光トンネル構造及びその製造方法を提供する。
【解決手段】互いに接合され、光トンネルを形成する複数の反射板、及び
前記反射板の接合部に設置される不浸透層を含む光トンネル構造。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、光トンネル構造及びその製造方法に関し、特に、高湿に耐え、且つ防水性の良い光トンネル構造及びその製造方法に関するものである。

光トンネル（ＬｉｇｈｔＴｕｎｎｅｌ）は、光学投影システムの光学エンジンの光学素子に用いられ、その作用は、光トンネルを通過する光線を均一、且つ正確に光源変調装置の効果的な作用領域に投射し、光学エンジンシステムの特定光路上における輝度が不均一になる問題を効果的に防ぐことである。光学投影システムの高品質の要求に応じて、その設計の傾向は、輝度に対する要求がますます高くなり、採用される光源の効率も高まるため、光源から発生する光束の温度が高くなる。そのため、光トンネルの結合強度と耐熱性が、現在、設計のポイントとなっている。

図１に従来の光トンネル構造１を示す。従来の光トンネル構造１は、それぞれ頂板１１、底板１２、右側板１３、及び左側板１４の四つの細長いミラーから組み立てられ、且つ中空構造を形成する。頂板１１、底板１２、右側板１３、及び左側板１４の内側壁は、高反射率コーティングの光学薄膜である。光トンネル構造１は、頂板１１と底板１２とを右側板１３と左側板１４とに隣接させて断面が長方形の通路を構成している。ＵＶ接着剤１５、またはＵＶ接着剤とエポキシ樹脂の混合物（ＵＶ−Ｅｐｏｘｙ接着剤）を接合部の局部領域に提供し、位置合わせされた頂板１１、底板１２、右側板１３、及び左側板１４を一時的に固定してから、セラミック接着剤１６を接合部に塗布し、所定の固定位置に永久に固定することで、前記光トンネル構造１を形成する。

しかしながら、現在の投影機、または背面投影型テレビの高品質化の要求により、必要な輝度が上がり、採用される効率も同時に上がることによって、内部システムの温度もますます高くなる。従来の光トンネルは、二種類の接着材料を用いて、製造プロセスを容易にしている。しかし、高温の作動温度によって、二種類の異なる熱膨張係数の接着材料は、光トンネル構造を崩壊させる可能性がある。または、精度に誤差を生じ、光学品質が悪くなる。また、防水性が悪く、高湿度の環境では、その表面も湿度の影響を受けて、潮解現象を起こす可能性があり、水分が光トンネル構造１の内部に浸透し、光トンネル領域を変質させたり、あるいは効果を失わせる。

よって、如何にして、上述の従来の光トンネルの耐温度性を改善し、且つ水分の浸透を防ぎ、製品の信頼度を高めることができる光トンネル構造及びその製造方法を提供するかが重要な課題の一つとなっている。

上述の課題に鑑みて、本発明の目的は、光トンネルに隣接した反射板の接合部に不浸透層を設置し、接合部に接着剤を充填することによって、製品の耐温度性を上げることができるだけでなく、且つ防水性の良い、製品が高温、高湿のになったとき、効果を失うことがない光トンネル構造及びその製造方法を提供することである。

上述の目的を達するために、本発明は、複数の反射板と不浸透層を含む光トンネル構造を提供する。隣接する反射板間に接合部を形成し、前記反射板は、互いに接合して光トンネルを形成する。不浸透層は、接合部に設置される。

上述の目的を達するために、本発明に基づいた光トンネル構造の製造方法を更に提供する。光トンネル構造の製造方法は、次のステップを含む。治具を提供するステップ、治具に隣接する複数の反射板を提供するステップ、隣接の反射板間に複数の接合部を形成するステップ、接合部に不浸透層を設置するステップ、接合部に接着層を充填するステップ、及び治具を取り除くステップ。

上述より、本発明に基づいた光トンネル構造及びその製造方法は、不浸透層によって、高温、高湿で熱硬化型接着剤が加水分解した液体が光トンネル内に漏れるのを阻隔する。従来技術と比べて、本発明は、光トンネル素子の光学反射領域が高温によってダメージを受ける光トンネルの光学機能不良の欠点を改善し、製品の信頼度を高めることができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。同じ部材は同じ符号で表示する。

図２に本発明の好ましい実施例の光トンネル構造２を示す。本発明の好ましい実施例の光トンネル構造２は、投影装置の集光ロッド、または光導管に用いることができる。光トンネル構造２は、複数の反射板（第一反射板２１、第二反射板２２、第三反射板２３、第四反射板２４など）、不浸透層２５、及び接着層２６を含む。第一反射板２１と第二反射板２２は、相対して設置し、第三反射板２３と第四反射板２４は、相対して設置する。第三反射板２３と第四反射板２４の二つの端面は、それぞれ第一反射板２１と第二反射板２２の二つの端面に接する。各接触の位置に接合部Ｃを形成し、接合された反射板は、光トンネルＴを形成する。反射板２１〜２４により形成された光トンネルＴの片側は、反射層（図に図示しない）を含み、その材料は、例えば、金属、合金、または誘電材料を用いて光線を反射するが、これに限定されるものでない。光トンネル構造２は、反射板２１〜２４の接合部Ｃに不浸透層２５と、接着層２６とを設置する。不浸透層２５は、例えば、シリコン含有材料であるが、これに限定されるものでなく、まず、不浸透層２５を有する接合部Ｃを設置した後に、接着層２６を充填する。接着層２６は、熱硬化型接着剤であり、例えば、セラミック接着剤、または等価の接着剤である。

図３Ａ〜図３Ｄに光トンネル構造２の製造方法を示す。光トンネル構造２の製造方法は、次のステップを含む。まず、光トンネルＴの領域を規定するのに用いられる治具Ｊを提供する。図３Ａに示すように、例えば、圧着方式、または真空吸着方式で反射板２１〜２４を前記治具Ｊに隣接し、反射板２１〜２４を、互い接合し、且つ隣接の反射板間で接合部Ｃを形成する。続いて、接合部に不浸透層２５を設置する（図３Ｂ）。不浸透層２５を有する接合部Ｃを設置した後に、各反射板２１〜２４の接合部Ｃに接着剤を充填し、接着層２６を形成する（図３Ｃ）。不浸透層２５は、例えば、シリコン含有材料であるがこれに限定されるものではない。接着剤２６は、熱硬化型接着剤であり、例えば、セラミック接着剤、または、等価の接着剤であり、接着剤２６を充填した後、接着剤２６を固化する熱硬化方式を更に含む。治具Ｊを取り除く、光トンネル構造２は完成する（図３Ｄ）。

図４Ａ〜図４Ｂに、本発明のもう一つの実施例の光トンネル構造３を示す。前記反射板３１〜３４の中の一組の相対する反射板（第一反射板と第二反射板、または、第三反射板と第四反射板）は、厚さＳの段差のある縁を有し、各々の反射板は縦断面方向に凸形状を形成する。段差は、接触面Ｆを含み、上述の段差を有する反射板ともう一組の相対する反射板が組み合わされたとき、接触面Ｆは、もう一組の反射板の縁に隣接し、隣接された反射板との間に形成された隙間Ｇを提供する。接合部Ｃに不浸透層３５を設置してから、接着層３６を接合部Ｃに設置し、隙間Ｇを同時に充填することができる。接着剤３６の接合面積を増加することによって、接合された後の光トンネル構造３の機械強度を高めることができる。また、隣接する反射板は、治具（図に図示しない）によって組み立てることができ、互いを垂直に安定して制御することができる。隙間Ｇの設置は、組み立ての垂直度の調整可能な許容範囲を提供し、光トンネル素子の寸法誤差が引き起こす光トンネル構造の光学機能の不良の欠点を改善することができる。

上述をまとめると、本発明に基づいた光トンネル構造及びその製造方法は、光トンネルに隣接した反射板の接合部に不浸透層を設置することによって、セラミック接着剤が高温加水分解、または高温、高湿度の環境で、光トンネル内に水分が浸透し、光トンネルの効果を失わせるのを防ぐことができる。従来技術と比べて、本発明は、大幅に製品の信頼度を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明に限定するものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の光トンネル構造の立体図である。図１Ａの光トンネル構造のＡ−Ａ断面図である。本発明の光トンネル構造の立体図である。図２Ａの光トンネル構造のＢ−Ｂ断面図である。本発明に基づいた光トンネル構造の製造方法の流れステップ図（１）である。本発明に基づいた光トンネル構造の製造方法の流れステップ図（２）である。本発明に基づいた光トンネル構造の製造方法の流れステップ図（３）である。本発明に基づいた光トンネル構造の製造方法の流れステップ図（４）である。本発明に基づいたもう一つの光トンネル構造の立体図である。図４Ａの光トンネル構造のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

１、２、３光トンネル構造
１１頂板
１２底板
１３右側板
１４左側板
１５ＵＶ接着剤
１６セラミック接着剤
２１、２２第一反射板
２２、３２第二反射板
２３、３３第三反射板
２４、３４第四反射板
２５、３５不浸透層
２６、３６接着層
Ｔ光トンネル
Ｊ治具
Ｆ接触面
Ｇ隙間
Ｃ接合部
Ｓ厚み段差

Claims

互いに接合され、光トンネルを形成する複数の反射板と、
前記反射板の接合部に設置される不浸透層とを含む光トンネル構造。
前記反射板は、第一反射板、第二反射板、第三反射板、及び第四反射板を含み、前記第一反射板と前記第二反射板の形状は同じで、且つ互いに相対していることを特徴とする請求項１に記載の光トンネル構造。
前記第一反射板と前記第二反射板とは、段差のある縁を有することを特徴とする請求項２に記載の光トンネル構造。
前記第一反射板と前記第二反射板の断面は、前記第三反射板と前記第四反射板の断面と異なることを特徴とする請求項３に記載の光トンネル構造。
前記第一反射板の断面は、凸状を有することを特徴とする請求項４に記載の光トンネル構造。
前記不浸透層は、シリコン含有材料、シリコーン、または耐熱材料でできていることを特徴とする請求項１に記載の光トンネル構造。
前記不浸透層上に設置された接着層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光トンネル構造。
前記接着層は、接着剤、熱硬化型接着剤、セラミック接着剤、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、または有機ポリマーを充填して形成することを特徴とする請求項７に記載の光トンネル構造。
各前記反射板の一つの表面上に形成された反射層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光トンネル構造。
前記反射層の材料は、金属、合金、または誘電材料であることを特徴とする請求項９に記載の光トンネル構造。
治具を提供するステップと、
前記治具に隣接する複数の反射板を提供するステップと、
前記反射板の接合部に不浸透層を設置するステップと、
前記不浸透層に接着層を充填するステップと、
前記治具を取り除くステップとを含む光トンネル構造の製造方法。
前記反射板は、圧着方式、または真空吸着方式によって、前記治具に隣接されることを特徴とする請求項１１に記載の光トンネル構造の製造方法。
前記接着層を充填するステップの後、前記接着層を固化するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の光トンネル構造の製造方法。
前記接着層を固化するステップは、熱硬化を含むことを特徴とする請求項１３に記載の光トンネル構造の製造方法。
前記不浸透層は、シリコン含有材料であり、前記接着層は、接着剤、熱硬化型接着剤、セラミック接着剤、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、または有機ポリマーを含むことを特徴とする請求項１１に記載の光トンネル構造の製造方法。