專利名稱：光組合器及使用光組合器的圖像投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光組合器以及使用該光組合器的圖像投影裝置。
背景技術(shù)：
在日本專利申請公開文獻No. 2008-033042、日本專利申請公開文獻 No. 2004-334082、國際公開文獻No. 2005/073798、日本專利申請公開文獻No. 2007-121899、 日本專利申請公開文獻No. 2006-267457和日本專利申請公開文獻No. 2008-216456中披露 了圖像投影裝置。在很多情況下，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(gòu)。透鏡使從三個光源發(fā)出的光會聚，組合器組合RGB光線，而掃描機構(gòu)掃描所 組合的光，從而圖像得到顯示。在組合器中使用二向色反射鏡、棱鏡、衍射光柵器件等。從 而，難以減小使用許多部件的圖像投影裝置的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種部件數(shù)目減少的光組合器，還提供一種使用該光組合 器的圖像投影裝置。為了實現(xiàn)上述目的，提供一種由樹脂制成的光組合器。該光組合器包括第一表面、 衍射光柵和第二表面。第一表面是提供第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的表面。衍射光柵 將入射在第一透鏡上的具有第一波長的光、入射在第二透鏡上的具有第二波長的光和入射 在第三透鏡上的具有第三波長的光衍射到共用光路上，該共用光路通到第二表面。第二表 面發(fā)出通過共用光路入射在該第二表面上的光。從第一表面到衍射光柵的光路以及共用光 路均由樹脂制成。這種光組合器可以通過對樹脂進行一體模制而形成。第一透鏡、第二透鏡和第三 透鏡可以是菲涅耳透鏡。本發(fā)明的另一個實施例是一種圖像投影裝置，該圖像投影裝置包括本發(fā)明的光組 合器、第一光源、第二光源和第三光源、以及掃描機構(gòu)。第一光源用于發(fā)出具有第一波長的 光，第二光源用于發(fā)出具有第二波長的光，而第三光源用于發(fā)出具有第三波長的光。發(fā)出組 合光的光組合器將來自第一光源、第二光源和第三光源的光束在共用光路上進行組合。掃 描機構(gòu)用于掃描由光組合器組合的光。憑借根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以提供一種能夠減少部件數(shù)目的光組合器。此外，由于 從第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡到第二表面的光路由樹脂制成，所以光組合器可以有力 地抵抗外部干擾。本實施例的圖像投影裝置配備有部件數(shù)目減少的上述光組合器，因此能 夠減小圖像投影裝置的尺寸。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的光組合器的概念示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像投影裝置的概念示意圖。
具體實施例方式在下文中，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和優(yōu)點進行說明。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，并且省略對相同部件的重復(fù)說明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的光組合器10的概念示意圖，并且圖1示出了光組合 器10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，具有波長(R)的光L1，具有波長(G) 的光L2和具有波長(B)的光L3是與RGB三種顏色對應(yīng)的光)。光組合器10是由樹脂制成 的部件。光組合器10包括第一表面10a、第二表面10b和衍射光柵10c。第一表面10a是具有第一波長的光L1、具有第二波長的光L2和具有第三波長的 光L3入射在其上的表面。第一表面10a提供第一透鏡12a、第二透鏡12b和第三透鏡12c。 第一透鏡12a是用于使具有第一波長的光L1會聚的透鏡。第二透鏡12b是用于使具有第 二波長的光L2會聚的透鏡。第三透鏡12c是用于使具有第三波長的光L3會聚的透鏡。第二表面10b是發(fā)出(出射)通過光組合器10組合的光LM的表面。第二表面 10b可以是平面的，或者也可以是形成如圖1所示透鏡的表面。衍射光柵10c將通過第一透鏡會聚的具有第一波長的光L1衍射到組合光LM的共 用光路上。此外，衍射光柵10c將通過第二透鏡會聚的具有第二波長的光L2衍射到組合光 LM的共用光路上。此外，衍射光柵10c將通過第三透鏡會聚的具有第三波長的光L3衍射到 組合光LM的共用光路上。衍射光柵10c由交替設(shè)置的第一介質(zhì)(樹脂)和第二介質(zhì)(例 如空氣)構(gòu)成?？梢愿鶕?jù)待衍射的光的波長來確定構(gòu)成衍射光柵10c的介質(zhì)的種類、每個 光柵的尺寸等。例如，光組合器10可以通過對環(huán)狀烯烴聚合物或聚碳酸酯進行一體模制而形成。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的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(qū)動器24a 24c、光源26a 26c、光組合器10以及掃描 機構(gòu)(掃描儀)28。視頻信號處理單元22接收輸入到輸入端子IN中的視頻信號，并且生成各種RGB 信號。例如，被輸入到視頻信號處理單元22中的視頻信號是復(fù)合視頻信號。視頻信號處理 單元22與驅(qū)動器24a 24c連接，并且視頻信號處理單元22根據(jù)這樣生成的各種RGB信 號的強度將電信號輸出到這些驅(qū)動器。驅(qū)動器24a是用于調(diào)制光源26a以便使其發(fā)出具有第一波長(R)的光的電路。驅(qū) 動器24b是用于調(diào)制光源26b以便使其發(fā)出具有第二波長(G)的光的電路。驅(qū)動器24c是 用于調(diào)制光源26c以便使其發(fā)出具有第三波長(B)的光的電路。驅(qū)動器24a 24c與光源 26a 26c連接，并且驅(qū)動器24a 24c分別將調(diào)制信號輸出到光源26a 26c。例如，光源26a 26c是激光二極管。光源26a以與來自驅(qū)動器24a的調(diào)制信號 相符的強度發(fā)出具有第一波長的光。光源26b以與來自驅(qū)動器24b的調(diào)制信號相符的強度 發(fā)出具有第二波長的光。光源26c以與來自驅(qū)動器24c的調(diào)制信號相符的強度發(fā)出具有第 三波長的光。 光源26a 26c與光組合器10光連接。來自光源26a 26c的光束通過光組合 器10組合，并且作為組合光LM從光組合器10發(fā)出。光組合器10與掃描儀28光連接。
掃描儀28掃描從光組合器10發(fā)出的光并將圖像顯示在投影表面上。例如，掃描 儀28可以由用于水平掃描的電流鏡以及用于豎直掃描的電流鏡構(gòu)成。在下文中，對光組合器10和圖像投影裝置20的功能和效果進行說明。光組合器 10是由樹脂制成的部件，在光組合器10中，衍射光柵10c、第一透鏡12a、第二透鏡12b和第 三透鏡12c形成為一體。這樣，光組合器10能夠以單個部件提供多個光學(xué)元件的功能，從 而可以減少部件數(shù)目。此外，在光組合器10中，沒有必要進行例如衍射光柵10c、第一透鏡 12a、第二透鏡12b和第三透鏡12c等光學(xué)元件的位置調(diào)整。此外，由于具有各種波長的光 所經(jīng)過的光路和組合光所經(jīng)過的光路均由樹脂制成，所以光組合器10可以有力地抵抗外 部干擾。可以減小使用上述光組合器10的圖像投影裝置20的尺寸，并且該圖像投影裝置 20可以有力地抵抗外部干擾。在上文中，基于實用中的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明；然而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)局 限于上述實施例，并且本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種變型都是可行的。例如，第一透鏡、第二透鏡 和第三透鏡可以是菲涅耳透鏡。在這種情況下，可以使第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的厚 度變薄。此外，第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡也可以是梯度折射率透鏡。本發(fā)明的圖像投 影裝置不限于對光源進行調(diào)制的圖像投影裝置。例如，可以通過調(diào)制器根據(jù)RGB視頻信號 來對以恒定強度從光源發(fā)出的光進行調(diào)制。
權(quán)利要求
一種由樹脂制成的光組合器，包括第一表面，其提供用于具有第一波長的光的第一透鏡、用于具有第二波長的光的第二透鏡和用于具有第三波長的光的第三透鏡；第二表面，其發(fā)出組合光；以及衍射光柵，其將入射在所述第一透鏡上的具有所述第一波長的光、入射在所述第二透鏡上的具有所述第二波長的光和入射在所述第三透鏡上的具有所述第三波長的光衍射到共用光路上，所述共用光路通向所述第二表面，從所述第一表面到所述衍射光柵的光路以及所述共用光路均由樹脂制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光組合器，其中，所述光組合器是通過對樹脂進行一體模制而形成的。
3.根據(jù)權(quán)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是菲涅耳透鏡。
4.一種圖像投影裝置，包括第一光源，其用于發(fā)出具有第一波長的光；第二光源，其用于發(fā)出具有第二波長的光；第三光源，其用于發(fā)出具有第三波長的光；根據(jù)權(quán)利要求1至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和來自所述第三光源的光在所述共用光路上進行組合，以便發(fā) 出所組合的光；以及掃描機構(gòu)，其用于掃描由所述光組合器組合的光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光組合器及使用該光組合器的圖像投影裝置。該光組合器由樹脂制成，并且其使用的部件的數(shù)目可以減少。該光組合器包括第一表面、衍射光柵和第二表面。第一表面是提供第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的表面。衍射光柵將入射在第一透鏡上的具有第一波長的光、入射在第二透鏡上的具有第二波長的光和入射在第三透鏡上的具有第三波長的光衍射到共用光路上，該共用光路通向第二表面。第二表面發(fā)出通過共用光路入射在該第二表面上的光。從第一表面到衍射光柵的光路以及共用光路均由樹脂制成。
文檔編號G03B21/00GK101859026SQ20101014453
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)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(yè)株式會社