专利名称：光组合器和使用该光组合器的图像投影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光组合器和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No. 2008-033042、日本专利申请公开No. 2004-334082、 国际公开No. 2005/073798、日本专利申请公开No. 2007-121899、日本专利申请公开 No. 2006-267457以及日本专利申请公开No. 2008-216456中记载了图像投影装置。在许多 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。透镜会聚 从三个光源发出的光，组合器对RGB光线进行组合，并且扫描机构对所组合的光进行扫描， 由此显示图像。在组合器中使用分色镜、棱镜以及衍射光栅器件等。因此，难以减小其中使 用许多零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零件数量减少的光组合器，并且还提供一种使用该光 组合器的图像投影装置。为了实现该目的，提供一种包括光学部件和塑料体的光组合器。所述光学部件包 括第一滤光器、第二滤光器以及基板。所述第一滤光器反射具有第一波长的光并且允许具 有第二波长的光和具有第三波长的光透过。所述第二滤光器反射具有所述第二波长的光并 且允许具有所述第三波长的光透过。所述基板具有第一主表面和第二主表面，所述基板允 许具有所述第二波长的光和具有所述第三波长的光透过。所述第一滤光器设置在所述第一 主表面上，所述第二滤光器设置在所述第二主表面上。所述塑料体具有第一表面、第二表面 以及第三表面，所述第一表面提供第一透镜、第二透镜以及第三透镜。所述光学部件设置在 所述塑料体中，使得来自所述第一透镜的光经由所述第一滤光器与通向所述第二表面的光 路连接，并且使得来自所述第二透镜的光经由所述第二滤光器与所述光路连接。所述第三 表面是连接来自所述第三透镜的光与所述光路的反射面。本发明所述的光组合器的塑料体可以通过对树脂进行一体模制而形成。所述第一 透镜、所述第二透镜和所述第三透镜可为菲涅耳透镜。本发明的另一实施例为一种图像投影装置，其包括本发明所述的光组合器、第一 光源、第二光源、第三光源和扫描机构。所述第一光源发出具有第一波长的光，所述第二光 源发出具有第二波长的光，并且所述第三光源发出具有第三波长的光。所述光组合器将来 自所述第一光源的光束、来自所述第二光源的光束以及来自所述第三光源的光束在光路上 进行组合，并且从所述光组合器发出所组合的光。所述扫描机构扫描由所述光组合器组合 的光。根据本发明的结构允许以较少的零件提供多个光学部件，相应地可以提供一种使 用较少数量零件的光组合器。此外，由于自所述第一透镜、第二透镜和第三透镜通向所述第 二表面的光路由塑料体构成，因此所述光组合器的抗外界干扰能力强。由于本实施例所述
3的图像投影装置配备有上述光组合器并且可以减少零件的数量，因此可以减小所述图像投 影装置的尺寸。
图1是示出涉及本发明实施例的光组合器的概念示意图。图2是示出涉及本发明实施例的图像投影装置的概念示意图。
具体实施例方式下面将参考
实施本发明的优选实施例和本发明的优点。在图中，相同的 符号代表相同的元件，并且省略重复的说明。作为涉及本发明实施例的光组合器10的概念示意图的图1示出了光组合器的截 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，第一波长(R)的光L1、第二波长(G)的光L2、 第三波长(B)的光L3是与RGB三种颜色相对应的光)。光组合器10包括光学部件12和塑 料体14。光学部件12具有基板12a、第一滤光器12b和第二滤光器12c。基板12a由允许光组合器10所组合的光透过的材料构成。例如，基板12a由玻璃 制成。第一滤光器12b设置在基板12a的一个主表面上，第二滤光器12c设置在另一主表 面上。第一滤光器12b反射第一波长的光L1，并且允许第二波长的光L2和第三波长的光 L3透过。第二滤光器12c反射第二波长的光L2，并且允许第三波长的光L3透过。例如，第 一滤光器12b和第二滤光器12c可以由介电多层膜构成。在塑料体14内部嵌入光学部件12，使得入射到塑料体14上的第一波长的光L1由 于第一滤光器的反射可以与组合光LM的光路结合，并且使得入射到塑料体14上的第二波 长的光L2由于第二滤光器的反射可以与组合光LM的光路结合。塑料体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 一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3入射的表面。第二表面14b是光组合 器10所组合的光LM出射的表面。第三表面14c是第三波长的光L3被反射而与组合光LM 的光路结合的表面。第一表面14a提供第一透镜16a、第二透镜16b和第三透镜16c。第一透镜16a是 用于会聚第一波长的光L1的透镜。第二透镜16b是用于会聚第二波长的光L2的透镜。第 三透镜16c是用于会聚第三波长的光L3的透镜。第二表面14b可以是平面或者可以是构 成如图1所示的透镜的表面。例如，第三表面14c是可以通过涂覆反射膜18加工而成的反 射表面。该反射膜可以是由铝或金制成的膜。例如，塑料体14可以通过对环烯烃聚合物或聚碳酸酯进行一体模制而形成。可以 通过预先将光学部件12置入铸模中然后注塑树脂来制造光组合器10。图2是示出涉及本发明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和扫描机构 (扫描仪)28。视频信号处理单元22接收输入至输入端子IN的视频信号，并形成各个RGB信号。例如，输入至视频信号处理单元22的视频信号为复合视频信号。视频信号处理单元22与 驱动器24a 24c连接，根据所形成的各个RGB信号的强度向各驱动器输出电信号。驱动器24a是用于调制光源26a使光源26a发出第一波长(R)的光的电路。驱动 器24b是用于调制光源26b使光源26b发出第二波长(G)的光的电路。驱动器24c是用于 调制光源26c使光源26c发出第三波长(B)的光的电路。驱动器24a 24c与光源26a 26c连接，并分别将调制信号输出至光源26a 26c。例如，光源26a 26c为激光二极管。光源26a以与来自驱动器24a的调制信号 相对应的强度发出具有第一波长的光。光源26b以与来自驱动器24b的调制信号相对应的 强度发出具有第二波长的光。光源26c以与来自驱动器24c的调制信号相对应的强度发出 具有第三波长的光。光源26a 26c与光组合器10光学地连接。来自光源26a 26c的光束由光组 合器10进行组合并且被作为组合光LM从光组合器10发出。光组合器10与扫描仪28光 学地连接。扫描仪28对从光组合器10发出的光进行扫描并且在投影表面上显示图像。例如， 扫描仪28可以由用于水平扫描的电流镜和用于竖直扫描的电流镜构成。下面将说明光组合器10和图像投影装置20的功能和效果。光组合器10将光学 部件12嵌入塑料体14中，从而对三种不同波长的光束进行组合。因此，光组合器10可以 减少零件的数量。此外，由于可以通过预先将光学部件12安装在铸模内部进行模塑成型而 形成光组合器10，因此易于对光学元件(第一透镜、第二透镜和第三透镜、各个滤光器以及 反射表面(第三表面))在光组合器10中的位置进行调节。此外，由于各个波长的光所通 过的光路和组合光所通过的光路由树脂制成，因此光组合器10的抗外界干扰能力强。使用 如上所述的光组合器10的图像投影装置20能缩减尺寸并且抗外界干扰能力强。上面基于实用的优选实施例对本发明进行了说明；然而，本发明不应限于所述实 施例，在本发明范围内可以进行各种变型。例如，第一至第三透镜可为菲涅耳透镜。在这种 情况下，可以使第一至第三透镜的厚度更薄。此外，第一至第三透镜可为梯度折射率透镜。 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，调制器可以对应于 RGB视频信号对以恒定强度从光源发出的光进行调制。
权利要求
一种光组合器，其包括光学部件和塑料体，所述光学部件包括第一滤光器、第二滤光器以及基板，所述第一滤光器反射具有第一波长的光并且允许具有第二波长的光和具有第三波长的光透过，所述第二滤光器反射具有所述第二波长的光并且允许具有所述第三波长的光透过，所述基板具有第一主表面和第二主表面，所述基板允许具有所述第二波长的光和具有所述第三波长的光透过，所述第一滤光器设置在所述第一主表面上，所述第二滤光器设置在所述第二主表面上；所述塑料体具有第一表面、第二表面以及第三表面，所述第一表面提供第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述光学部件设置在所述塑料体中，使得来自所述第一透镜的光经由所述第一滤光器与通向所述第二表面的光路连接，并且使得来自所述第二透镜的光经由所述第二滤光器与所述光路连接，并且所述第三表面是连接来自所述第三透镜的光与所述光路的反射面。
2.根据权利要求1所述的光组合器，其中，所述塑料体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为菲涅耳透镜。
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 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以及来自所述第三光源的光在所述光路上进行组合，以发出所 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
本发明公开了一种使用较少零件的光组合器，其包括光学部件和塑料体。该光学部件包括第一滤光器，其用于反射具有第一波长的第一光，并透过具有第二波长的第二光和具有第三波长的第三光；第二滤光器，其用于反射第二光，并透过第三光；以及基板，其透过第二光和第三光。第一滤光器和第二滤光器设置在基板的相对面上。塑料体具有第一表面、第二表面和第三表面，第一表面提供第一透镜、第二透镜和第三透镜。光学部件设置在塑料体中，从而使来自第一透镜的光通过第一滤光器连接至通向第二表面的路径，而来自第二透镜的光通过第二滤光器连接至所述路径。第三表面是将来自第三透镜的光连接至所述路径的反射表面。
文档编号G02B27/18GK101859027SQ20101014453
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