专利名称：光组合器及使用光组合器的图像投影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光组合器以及使用该光组合器的图像投影装置。
背景技术：
在日本专利申请公开文献No. 2008-033042、日本专利申请公开文献 No. 2004-334082、国际公开文献No. 2005/073798、日本专利申请公开文献No. 2007-121899、 日本专利申请公开文献No. 2006-267457和日本专利申请公开文献No. 2008-216456中披露 了图像投影装置。在很多情况下，图像投影装置配备有用于RGB的三个光源、透镜、组合器 以及扫描机构。透镜使从三个光源发出的光会聚，组合器组合RGB光线，而扫描机构扫描所 组合的光，从而图像得到显示。在组合器中使用二向色反射镜、棱镜、衍射光栅器件等。从 而，难以减小使用许多部件的图像投影装置的尺寸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种部件数目减少的光组合器，还提供一种使用该光组合 器的图像投影装置。为了实现上述目的，提供一种由树脂制成的光组合器。该光组合器包括第一表面、 衍射光栅和第二表面。第一表面是提供第一透镜、第二透镜和第三透镜的表面。衍射光栅 将入射在第一透镜上的具有第一波长的光、入射在第二透镜上的具有第二波长的光和入射 在第三透镜上的具有第三波长的光衍射到共用光路上，该共用光路通到第二表面。第二表 面发出通过共用光路入射在该第二表面上的光。从第一表面到衍射光栅的光路以及共用光 路均由树脂制成。这种光组合器可以通过对树脂进行一体模制而形成。第一透镜、第二透镜和第三 透镜可以是菲涅耳透镜。本发明的另一个实施例是一种图像投影装置，该图像投影装置包括本发明的光组 合器、第一光源、第二光源和第三光源、以及扫描机构。第一光源用于发出具有第一波长的 光，第二光源用于发出具有第二波长的光，而第三光源用于发出具有第三波长的光。发出组 合光的光组合器将来自第一光源、第二光源和第三光源的光束在共用光路上进行组合。扫 描机构用于扫描由光组合器组合的光。凭借根据本发明的结构，可以提供一种能够减少部件数目的光组合器。此外，由于 从第一透镜、第二透镜和第三透镜到第二表面的光路由树脂制成，所以光组合器可以有力 地抵抗外部干扰。本实施例的图像投影装置配备有部件数目减少的上述光组合器，因此能 够减小图像投影装置的尺寸。
图1是示出根据本发明的实施例的光组合器的概念示意图。图2是示出根据本发明的实施例的图像投影装置的概念示意图。
具体实施例方式在下文中，参照附图对本发明的优选实施方式和优点进行说明。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且省略对相同部件的重复说明。图1是根据本发明的实施例的光组合器10的概念示意图，并且图1示出了光组合 器10的截面，该截面包括具有第一波长的光L1的光轴、具有第二波长的光L2的光轴、具有 第三波长的光L3的光轴以及组合光LM的光轴(例如，具有波长(R)的光L1，具有波长(G) 的光L2和具有波长(B)的光L3是与RGB三种颜色对应的光)。光组合器10是由树脂制成 的部件。光组合器10包括第一表面10a、第二表面10b和衍射光栅10c。第一表面10a是具有第一波长的光L1、具有第二波长的光L2和具有第三波长的 光L3入射在其上的表面。第一表面10a提供第一透镜12a、第二透镜12b和第三透镜12c。 第一透镜12a是用于使具有第一波长的光L1会聚的透镜。第二透镜12b是用于使具有第 二波长的光L2会聚的透镜。第三透镜12c是用于使具有第三波长的光L3会聚的透镜。第二表面10b是发出(出射)通过光组合器10组合的光LM的表面。第二表面 10b可以是平面的，或者也可以是形成如图1所示透镜的表面。衍射光栅10c将通过第一透镜会聚的具有第一波长的光L1衍射到组合光LM的共 用光路上。此外，衍射光栅10c将通过第二透镜会聚的具有第二波长的光L2衍射到组合光 LM的共用光路上。此外，衍射光栅10c将通过第三透镜会聚的具有第三波长的光L3衍射到 组合光LM的共用光路上。衍射光栅10c由交替设置的第一介质(树脂)和第二介质(例 如空气)构成。可以根据待衍射的光的波长来确定构成衍射光栅10c的介质的种类、每个 光栅的尺寸等。例如，光组合器10可以通过对环状烯烃聚合物或聚碳酸酯进行一体模制而形成。图2是示出根据本发明的实施例的图像投影装置20的概念示意图。图像投影装 置20包括视频信号处理单元22、驱动器24a 24c、光源26a 26c、光组合器10以及扫描 机构(扫描仪)28。视频信号处理单元22接收输入到输入端子IN中的视频信号，并且生成各种RGB 信号。例如，被输入到视频信号处理单元22中的视频信号是复合视频信号。视频信号处理 单元22与驱动器24a 24c连接，并且视频信号处理单元22根据这样生成的各种RGB信 号的强度将电信号输出到这些驱动器。驱动器24a是用于调制光源26a以便使其发出具有第一波长(R)的光的电路。驱 动器24b是用于调制光源26b以便使其发出具有第二波长(G)的光的电路。驱动器24c是 用于调制光源26c以便使其发出具有第三波长(B)的光的电路。驱动器24a 24c与光源 26a 26c连接，并且驱动器24a 24c分别将调制信号输出到光源26a 26c。例如，光源26a 26c是激光二极管。光源26a以与来自驱动器24a的调制信号 相符的强度发出具有第一波长的光。光源26b以与来自驱动器24b的调制信号相符的强度 发出具有第二波长的光。光源26c以与来自驱动器24c的调制信号相符的强度发出具有第 三波长的光。 光源26a 26c与光组合器10光连接。来自光源26a 26c的光束通过光组合 器10组合，并且作为组合光LM从光组合器10发出。光组合器10与扫描仪28光连接。
扫描仪28扫描从光组合器10发出的光并将图像显示在投影表面上。例如，扫描 仪28可以由用于水平扫描的电流镜以及用于竖直扫描的电流镜构成。在下文中，对光组合器10和图像投影装置20的功能和效果进行说明。光组合器 10是由树脂制成的部件，在光组合器10中，衍射光栅10c、第一透镜12a、第二透镜12b和第 三透镜12c形成为一体。这样，光组合器10能够以单个部件提供多个光学元件的功能，从 而可以减少部件数目。此外，在光组合器10中，没有必要进行例如衍射光栅10c、第一透镜 12a、第二透镜12b和第三透镜12c等光学元件的位置调整。此外，由于具有各种波长的光 所经过的光路和组合光所经过的光路均由树脂制成，所以光组合器10可以有力地抵抗外 部干扰。可以减小使用上述光组合器10的图像投影装置20的尺寸，并且该图像投影装置 20可以有力地抵抗外部干扰。在上文中，基于实用中的优选实施例对本发明进行了说明；然而，本发明不应当局 限于上述实施例，并且本发明的范围内的各种变型都是可行的。例如，第一透镜、第二透镜 和第三透镜可以是菲涅耳透镜。在这种情况下，可以使第一透镜、第二透镜和第三透镜的厚 度变薄。此外，第一透镜、第二透镜和第三透镜也可以是梯度折射率透镜。本发明的图像投 影装置不限于对光源进行调制的图像投影装置。例如，可以通过调制器根据RGB视频信号 来对以恒定强度从光源发出的光进行调制。
权利要求
一种由树脂制成的光组合器，包括第一表面，其提供用于具有第一波长的光的第一透镜、用于具有第二波长的光的第二透镜和用于具有第三波长的光的第三透镜；第二表面，其发出组合光；以及衍射光栅，其将入射在所述第一透镜上的具有所述第一波长的光、入射在所述第二透镜上的具有所述第二波长的光和入射在所述第三透镜上的具有所述第三波长的光衍射到共用光路上，所述共用光路通向所述第二表面，从所述第一表面到所述衍射光栅的光路以及所述共用光路均由树脂制成。
2.根据权利要求1所述光组合器，其中，所述光组合器是通过对树脂进行一体模制而形成的。
3.根据权利要求1或2所述的光组合器，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜是菲涅耳透镜。
4.一种图像投影装置，包括第一光源，其用于发出具有第一波长的光；第二光源，其用于发出具有第二波长的光；第三光源，其用于发出具有第三波长的光；根据权利要求1至3中任一项所述的光组合器，所述光组合器将来自所述第一光源的 光、来自所述第二光源的光和来自所述第三光源的光在所述共用光路上进行组合，以便发 出所组合的光；以及扫描机构，其用于扫描由所述光组合器组合的光。
全文摘要
本发明公开了一种光组合器及使用该光组合器的图像投影装置。该光组合器由树脂制成，并且其使用的部件的数目可以减少。该光组合器包括第一表面、衍射光栅和第二表面。第一表面是提供第一透镜、第二透镜和第三透镜的表面。衍射光栅将入射在第一透镜上的具有第一波长的光、入射在第二透镜上的具有第二波长的光和入射在第三透镜上的具有第三波长的光衍射到共用光路上，该共用光路通向第二表面。第二表面发出通过共用光路入射在该第二表面上的光。从第一表面到衍射光栅的光路以及共用光路均由树脂制成。
文档编号G03B21/00GK101859026SQ20101014453
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月9日 优先权日2009年4月10日
发明者井上享, 伊与田义智, 佐野知巳, 多久岛道子, 岛津贵之 申请人:住友电气工业株式会社