專利名稱：光組合器和使用該光組合器的圖像投影裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光組合器和使用該光組合器的圖像投影裝置。
背景技術：
在日本專利申請公開No. 2008-033042、日本專利申請公開No. 2004-334082、 國際公開No. 2005/073798、日本專利申請公開No. 2007-121899、日本專利申請公開 No. 2006-267457以及日本專利申請公開No. 2008-216456中記載了圖像投影裝置。在許多 情況下，圖像投影裝置配備有用于RGB的三個光源、透鏡、組合器以及掃描機構。透鏡會聚 從三個光源發出的光，組合器對RGB光線進行組合，并且掃描機構對所組合的光進行掃描， 由此顯示圖像。在組合器中使用分色鏡、棱鏡以及衍射光柵器件等。因此，難以減小其中使 用許多零件的圖像投影裝置的尺寸。
發明內容
本發明的目的在于提供一種零件數量減少的光組合器，并且還提供一種使用該光 組合器的圖像投影裝置。為了實現該目的，提供一種包括光學部件和塑料體的光組合器。所述光學部件包 括第一濾光器、第二濾光器以及基板。所述第一濾光器反射具有第一波長的光并且允許具 有第二波長的光和具有第三波長的光透過。所述第二濾光器反射具有所述第二波長的光并 且允許具有所述第三波長的光透過。所述基板具有第一主表面和第二主表面，所述基板允 許具有所述第二波長的光和具有所述第三波長的光透過。所述第一濾光器設置在所述第一 主表面上，所述第二濾光器設置在所述第二主表面上。所述塑料體具有第一表面、第二表面 以及第三表面，所述第一表面提供第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡。所述光學部件設置在 所述塑料體中，使得來自所述第一透鏡的光經由所述第一濾光器與通向所述第二表面的光 路連接，并且使得來自所述第二透鏡的光經由所述第二濾光器與所述光路連接。所述第三 表面是連接來自所述第三透鏡的光與所述光路的反射面。本發明所述的光組合器的塑料體可以通過對樹脂進行一體模制而形成。所述第一 透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡可為菲涅耳透鏡。本發明的另一實施例為一種圖像投影裝置，其包括本發明所述的光組合器、第一 光源、第二光源、第三光源和掃描機構。所述第一光源發出具有第一波長的光，所述第二光 源發出具有第二波長的光，并且所述第三光源發出具有第三波長的光。所述光組合器將來 自所述第一光源的光束、來自所述第二光源的光束以及來自所述第三光源的光束在光路上 進行組合，并且從所述光組合器發出所組合的光。所述掃描機構掃描由所述光組合器組合 的光。根據本發明的結構允許以較少的零件提供多個光學部件，相應地可以提供一種使 用較少數量零件的光組合器。此外，由于自所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡通向所述第 二表面的光路由塑料體構成，因此所述光組合器的抗外界干擾能力強。由于本實施例所述
3的圖像投影裝置配備有上述光組合器并且可以減少零件的數量，因此可以減小所述圖像投 影裝置的尺寸。
圖1是示出涉及本發明實施例的光組合器的概念示意圖。圖2是示出涉及本發明實施例的圖像投影裝置的概念示意圖。
具體實施例方式下面將參考
實施本發明的優選實施例和本發明的優點。在圖中，相同的 符號代表相同的元件，并且省略重復的說明。作為涉及本發明實施例的光組合器10的概念示意圖的圖1示出了光組合器的截 面，該截面包括具有第一波長的光L1的光軸、具有第二波長的光L2的光軸、具有第三波長 的光L3的光軸以及組合光LM的光軸(例如，第一波長(R)的光L1、第二波長(G)的光L2、 第三波長(B)的光L3是與RGB三種顏色相對應的光)。光組合器10包括光學部件12和塑 料體14。光學部件12具有基板12a、第一濾光器12b和第二濾光器12c。基板12a由允許光組合器10所組合的光透過的材料構成。例如，基板12a由玻璃 制成。第一濾光器12b設置在基板12a的一個主表面上，第二濾光器12c設置在另一主表 面上。第一濾光器12b反射第一波長的光L1，并且允許第二波長的光L2和第三波長的光 L3透過。第二濾光器12c反射第二波長的光L2，并且允許第三波長的光L3透過。例如，第 一濾光器12b和第二濾光器12c可以由介電多層膜構成。在塑料體14內部嵌入光學部件12，使得入射到塑料體14上的第一波長的光L1由 于第一濾光器的反射可以與組合光LM的光路結合，并且使得入射到塑料體14上的第二波 長的光L2由于第二濾光器的反射可以與組合光LM的光路結合。塑料體14包括第一表面14a、第二表面14b和第三表面14c。第一表面14a是第 一波長的光L1、第二波長的光L2和第三波長的光L3入射的表面。第二表面14b是光組合 器10所組合的光LM出射的表面。第三表面14c是第三波長的光L3被反射而與組合光LM 的光路結合的表面。第一表面14a提供第一透鏡16a、第二透鏡16b和第三透鏡16c。第一透鏡16a是 用于會聚第一波長的光L1的透鏡。第二透鏡16b是用于會聚第二波長的光L2的透鏡。第 三透鏡16c是用于會聚第三波長的光L3的透鏡。第二表面14b可以是平面或者可以是構 成如圖1所示的透鏡的表面。例如，第三表面14c是可以通過涂覆反射膜18加工而成的反 射表面。該反射膜可以是由鋁或金制成的膜。例如，塑料體14可以通過對環烯烴聚合物或聚碳酸酯進行一體模制而形成。可以 通過預先將光學部件12置入鑄模中然后注塑樹脂來制造光組合器10。圖2是示出涉及本發明實施例的圖像投影裝置20的概念示意圖。圖像投影裝置 20包括視頻信號處理單元22、驅動器24a 24c、光源26a 26c、光組合器10和掃描機構 (掃描儀)28。視頻信號處理單元22接收輸入至輸入端子IN的視頻信號，并形成各個RGB信號。例如，輸入至視頻信號處理單元22的視頻信號為復合視頻信號。視頻信號處理單元22與 驅動器24a 24c連接，根據所形成的各個RGB信號的強度向各驅動器輸出電信號。驅動器24a是用于調制光源26a使光源26a發出第一波長(R)的光的電路。驅動 器24b是用于調制光源26b使光源26b發出第二波長(G)的光的電路。驅動器24c是用于 調制光源26c使光源26c發出第三波長(B)的光的電路。驅動器24a 24c與光源26a 26c連接，并分別將調制信號輸出至光源26a 26c。例如，光源26a 26c為激光二極管。光源26a以與來自驅動器24a的調制信號 相對應的強度發出具有第一波長的光。光源26b以與來自驅動器24b的調制信號相對應的 強度發出具有第二波長的光。光源26c以與來自驅動器24c的調制信號相對應的強度發出 具有第三波長的光。光源26a 26c與光組合器10光學地連接。來自光源26a 26c的光束由光組 合器10進行組合并且被作為組合光LM從光組合器10發出。光組合器10與掃描儀28光 學地連接。掃描儀28對從光組合器10發出的光進行掃描并且在投影表面上顯示圖像。例如， 掃描儀28可以由用于水平掃描的電流鏡和用于豎直掃描的電流鏡構成。下面將說明光組合器10和圖像投影裝置20的功能和效果。光組合器10將光學 部件12嵌入塑料體14中，從而對三種不同波長的光束進行組合。因此，光組合器10可以 減少零件的數量。此外，由于可以通過預先將光學部件12安裝在鑄模內部進行模塑成型而 形成光組合器10，因此易于對光學元件(第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡、各個濾光器以及 反射表面(第三表面))在光組合器10中的位置進行調節。此外，由于各個波長的光所通 過的光路和組合光所通過的光路由樹脂制成，因此光組合器10的抗外界干擾能力強。使用 如上所述的光組合器10的圖像投影裝置20能縮減尺寸并且抗外界干擾能力強。上面基于實用的優選實施例對本發明進行了說明；然而，本發明不應限于所述實 施例，在本發明范圍內可以進行各種變型。例如，第一至第三透鏡可為菲涅耳透鏡。在這種 情況下，可以使第一至第三透鏡的厚度更薄。此外，第一至第三透鏡可為梯度折射率透鏡。 本發明的圖像投影裝置不限于對光源進行調制的圖像投影裝置。例如，調制器可以對應于 RGB視頻信號對以恒定強度從光源發出的光進行調制。
權利要求
一種光組合器，其包括光學部件和塑料體，所述光學部件包括第一濾光器、第二濾光器以及基板，所述第一濾光器反射具有第一波長的光并且允許具有第二波長的光和具有第三波長的光透過，所述第二濾光器反射具有所述第二波長的光并且允許具有所述第三波長的光透過，所述基板具有第一主表面和第二主表面，所述基板允許具有所述第二波長的光和具有所述第三波長的光透過，所述第一濾光器設置在所述第一主表面上，所述第二濾光器設置在所述第二主表面上；所述塑料體具有第一表面、第二表面以及第三表面，所述第一表面提供第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡，所述光學部件設置在所述塑料體中，使得來自所述第一透鏡的光經由所述第一濾光器與通向所述第二表面的光路連接，并且使得來自所述第二透鏡的光經由所述第二濾光器與所述光路連接，并且所述第三表面是連接來自所述第三透鏡的光與所述光路的反射面。
2.根據權利要求1所述的光組合器，其中，所述塑料體是通過對樹脂進行一體模制而形成的。
3.根據權利要求1或2所述的光組合器，其中，所述第一透鏡、所述第二透鏡和所述第三透鏡為菲涅耳透鏡。
4.一種圖像投影裝置，包括第一光源，其用于發出具有第一波長的光；第二光源，其用于發出具有第二波長的光；第三光源，其用于發出具有第三波長的光；根據權利要求1 3中任一項所述的光組合器，所述光組合器將來自所述第一光源的 光、來自所述第二光源的光以及來自所述第三光源的光在所述光路上進行組合，以發出所 組合的光；以及掃描機構，其用于掃描由所述光組合器組合的光。
全文摘要
本發明公開了一種使用較少零件的光組合器，其包括光學部件和塑料體。該光學部件包括第一濾光器，其用于反射具有第一波長的第一光，并透過具有第二波長的第二光和具有第三波長的第三光；第二濾光器，其用于反射第二光，并透過第三光；以及基板，其透過第二光和第三光。第一濾光器和第二濾光器設置在基板的相對面上。塑料體具有第一表面、第二表面和第三表面，第一表面提供第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡。光學部件設置在塑料體中，從而使來自第一透鏡的光通過第一濾光器連接至通向第二表面的路徑，而來自第二透鏡的光通過第二濾光器連接至所述路徑。第三表面是將來自第三透鏡的光連接至所述路徑的反射表面。
文檔編號G02B27/18GK101859027SQ20101014453
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月9日 優先權日2009年4月10日
發明者井上享, 伊與田義智, 佐野知巳, 多久島道子, 島津貴之 申請人:住友電氣工業株式會社