CN104169758A - 光纤固定结构和投影仪 - Google Patents

Abstract

一种光纤固定结构，用于将通过涂层覆盖成束的多个光纤的光纤束和从光纤束的涂层的端部露出的多个光纤固定在预定位置，其中光纤固定结构包括：保持光纤束的涂层的第一保持部，和用于分别保持从光纤束的涂层的端部露出的多个光纤的远端部的第二保持部。一体成形第一保持部和第二保持部。

Description

光纤固定结构和投影仪

技术领域

本发明涉及用于将光纤固定在预定位置的光纤固定结构及使用该光纤固定结构的投影仪。

背景技术

将红、绿、蓝激光束用于光源的投影仪可以将多种激光光源用于每一颜色来确保投影影像的亮度。光纤通常用来将具有相当大输出的激光束从每一激光光源传输到为该投影仪提供的照明光学系统的光学部件。

为控制在将激光束用于其光源的投影仪的投影影像中的颜色不均，有必要使用于传输激光束的多个光纤的光轴与上述光学部件的光轴对齐，使得照明光学系统按设计操作。为此，对于各个光纤相对光学部件的安装位置要求高精度。此外，由于从光纤的远端发出的每一激光束的输出大，需要采用在光学部件和光纤之间的连接区域中，无激光束泄漏到光学部件外的结构。光纤在此是指由覆盖树脂等等的石英玻璃等等的光纤裸线制成的裸光纤芯。

当多个光纤被成束成光缆并且引出具有多个激光光源的装置外时，由于大的限度被强加在光纤的弯曲角上，将使大负荷施加到电缆的固定区。另一方面，因为光纤的机械强度弱，要求注意使得电缆的上述负荷不会被施加到光学部件和光纤之间的连接区。

对将激光束用于激光光源的投影仪，优选的是增加用于每一颜色的另外激光光源来获得更亮的投影影像。因此，即使当引入另外的光源并且光缆的数量增加时，优选的是投影仪能易于适应这种改变。

因此，诸如将激光束用于其光源的投影仪的装置优选地具有能解决这些问题的、用于对应于上述光学部件的光纤的固定结构。

当光纤或光缆固定到光学设备等等时，使用如在例如专利文献1(日本专利公开No.06-214119)中所述的电缆地线(cable ground)。专利文献1描述了将光缆固定到用于使用电缆地线内部地连接光纤的光缆连接盒。

然而，电缆地线用来提供在各种装置的电缆引出口处来保持电缆，并且不用来将从光纤的远端发出的激光束引导到如上所述的光学部件。即使当使用电缆地线，使光缆被固定到壳体等等时，如果从光缆露出每一光纤，使得准确地将每一光纤安装在上述光学部件中，可以将光纤电缆的负荷施加到光学部件和光纤之间的连接区，使光纤被损坏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开No.06-214119

发明内容

本发明的目的是提供适合于光纤的光纤固定结构，该光纤用于传输将用于诸如投影仪的装置的光源的激光束。

获得上述目的的本发明的光纤固定结构的示例性方面是一种光纤固定结构，用于固定用涂层覆盖成束的多个光纤的光纤束和在预定位置从光纤束的涂层的端部露出的多个光纤，光纤固定结构包括保持光纤束的涂层的第一保持部，以及保持分别保持从光纤束的涂层的端部露出的多个光纤的远端部的第二保持部，其中，一体成形第一保持部和第二保持部。

另一方面，本发明的投影仪的示例性方面是根据从外部供应的图像信号，将图像投影在投影面上的投影仪，投影仪包括上述光纤固定结构和包括多个光纤的光学部件通过光纤固定结构固定到的装置本体。

附图说明

图1是示出根据第一示例性实施例的光缆的例子的图，图1(a)示出平面图，图1(b)示出侧视图，以及图1(c)示出正视图。

图2是示出第一示例性实施例的光纤固定结构的例子的透视图。

图3是示出根据第二示例性实施例的光纤固定结构的例子的图；图3(a)示出示例光缆的远端部的处理例子的透视图，图3(b)示出在附接保持金属适配件后的情形的透视图，以及图3(c)示出示例附接保持金属适配件后的情形的截面图。

图4是示出根据第三示例性实施例的光纤固定结构的例子的透视图。

图5是示出本发明的投影仪系统的例子的透视图。

图6是示出图5中所示的投影仪系统的结构的例子的示意图。

图7是示出将光缆固定到图5所示的投影仪本体的例子的透视图。

具体实施方式

接着，将使用附图，描述本发明。

(第一示例性实施例)

图1是示出根据第一示例性实施例的光缆的例子的图。图1(a)示出平面图，图1(b)示出侧视图，以及图1(c)示出正视图。

如图1(a)至1(c)所示，本示例性实施例的光缆1具有作为从配备多个激光光源的装置引出的多个光纤2的光纤束7。光纤束7可以进一步被用于减小光纤2的弯曲角的保护管3覆盖。由例如波纹管状不锈钢制成的金属管用于保护管3。图1(a)至1(c)所示的光缆1是具有被保护管3覆盖的光纤束7的涂层的结构例子。

对例如红、绿和蓝激光束的每一颜色提供图1(a)至1(c)所示的光缆1。还可以以两种或三种颜色为单位提供光缆1。

如图1(a)和1(b)所示，从光纤束7的涂层的端部露出的每一光纤2夹在两个压板4之间并且平板固定金属适配件5被固定在压板4的远端侧。

相对薄的铝或铁金属板被用于压板4，使得在厚度方向中弯曲。固定金属适配件5设置有：沿两端具有固定和定位孔的平板第一固定部；以及第二固定部，其设置在第一固定部上并且具有在凸缘部中带凹槽以避开上述孔的帽状截面，具有在帽状部内使用树脂等等密封/固定每一光纤2的结构(见图1(c))。通过沿其端边切开每一光纤2的端部来使端面相互对齐，也可以使用固定金属适配件5。

通过例如粘着固定压板4和固定金属适配件5。经具有椭圆截面的中继金属适配件6粘着/固定压板4和光纤束7的涂层的端部。

图2是示出根据第一示例性实施例的光纤固定结构的例子的透视图。

如图2所示，第一示例性实施例的光纤固定结构包括保持图1所示的光纤束7的涂层的第一保持部10a和保持分别从光纤束7的涂层的端部露出的多个光纤的远端部的第二保持部10b，并且具有一体成形第一保持部10a和第二保持部10b的结构。例如，通过图2所示的保持金属适配件10，实现第一保持部10a和第二保持部10b。

保持金属适配件10具有覆盖从光纤束7的涂层的端部露出的整个光纤2，包括图1所示的光纤束7的涂层、中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5的形状。

保持金属适配件10配备有例如具有U形截面的第一金属适配件11和用作第一金属适配件11的盖的第二金属适配件12，并且将图1所示的中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5容纳在第一金属适配件11中。在第一金属适配件11和第二金属适配件12的一端，提供制造成具有用作上述第一保持部10a的帽状截面的固定部13和14。固定部13和14夹入例如图1所示的光纤束7的涂层的端部或保护管3的端部来保持光纤束7的涂层。在第一金属适配件11的另一端，提供例如图1所示的用于固定该固定金属适配件5的装置，其变为上述第二保持部10b。能通过用于固定该固定金属适配件5的多个螺丝和对应于螺丝的多个螺纹孔实现这些装置。可以使固定金属适配件5直接固定到保持金属适配件10，或经金属板等等固定到固定金属适配件10。通过螺丝等等，固定第一金属适配件11和第二金属适配件12。耐热金属材料用于保持金属适配件10。使用铝、铁等等特别便于制造并且能确保足够的强度。例如，优选的是可以将黑色涂漆应用于保持金属适配件10的内部来防止从光纤2发出的激光束的反射。

在变为光纤2的端面侧的保持金属适配件10的表面的端部提供将固定到光学部件20的第一突起部15，并且在保持金属适配件10的表面的远离光学部件20的位置提供将固定到包括光学部件20的装置本体(未示出)的第二突起部16。即，第二保持部10b在其附近被固定到光学部件20，并且第一保持部10a在其附近被固定到包括光学部件20的装置本体。第一突起部15和第二突起部16具有螺纹孔，第一突起部15使用螺丝固定到光学部件20，并且第二突起部16使用螺丝固定到装置本体。

光学部件20是图2所示的保持金属适配件10附接到的对象，并且被配置成内部地保持例如接收从每一光纤2的远端发出的激光束的投影仪的照明光学系统的透镜、反射镜等等。光学部件20固定到例如装置本体。

光学部件20具有用于附接保持金属适配件10的突起部21，并且突起部21具有螺纹孔和定位孔来固定保持金属适配件10。保持金属适配件10的第一突起部15具有对应于定位孔的定位销，并且保持金属适配件10通过定位销被引导到相对于光学部件20的精确位置并且通过螺丝固定。其中，通过螺丝附接第一突起部15的方向优选的是平行于光学部件20的光轴。如果附接第一突起部15的方向平行于光学部件20的光轴，可以将每一光纤2固定在相对于光学部件20的精确位置，与将第一突起部15附接接到光学部件20的强度无关。

使用第一突起部15的定位销，使变为光纤的端面侧的保持金属适配件10的端部直接附接到光学部件20允许准确地固定每一光纤，使得光学部件20和每一光轴2的光轴相互对齐。

根据本示例性实施例，第一保持部10a保持光纤束7的涂层的端部，并且与第一保持部10a一体成形的第二保持部10b保持分别从光纤束7的涂层的端部露出的多个光纤的远端部，由此可以将光纤2固定在预定位置，同时防止损坏从光纤束7的涂层的端部露出的每一光纤。

此外，通过将第一保持部10a在其附近被固定到装置本体，并且将第二保持部10b在其附近被固定到光学部件20，可以通过强力，将实现被施加光缆1的负荷的第一保持部10a和第二保持部10b的保持金属适配件10固定到装置本体。因此，可以将每一光纤2持续在保持在所需固定位置。

此外，如图2所示，通过利用压板4和平板固定金属适配件5覆盖从光纤束7的涂层的端部露出的每一光纤2，可以将保持金属适配件10附接到光缆1，并且不需要考虑每一露出的光纤。

由于包括压板4、平板固定金属适配件5和中继金属适配件6的、从光纤束7的涂层的端部露出的整个光纤2覆盖有实现第一保持部10a和第二保持部10b的保持金属适配件10，从光纤2发出的激光束永不会泄漏到外部。因此，可以防止装置的用户暴露到激光束，而不需要采取任何特别措施。

此外，由于保持金属适配件10使用定位销附接到光学部件20，可以使覆盖有保持金属适配件10的每一光纤2准确地固定到光学部件20，使得光学部件20与每一光纤2的光轴相互对齐。

因此，可以获得适用于光纤的光纤固定结构，该光纤传输用于诸如投影仪的装置的光源的激光束。

(第二示例性实施例)

图3是示出第二示例性实施例的光纤固定结构的例子的图，图3(a)示出示例光缆的远端部的处理例子的透视图，图3(b)示出示例在附接保持金属适配件后的情形的透视图，以及图3(c)示出示例附接保持金属适配件后的情形的截面图。

第二示例性实施例示例当通过添加另外的激光光源，使连接到装置本体的光缆1的数量增加时，保持金属适配件的例子。更具体地说，第二示例性实施例示出用于将三个光缆1固定到光学部件20和包括光学部件20的装置本体的光纤固定结构。

假定每一光缆1具有图1所示的光纤束7、中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5，并且如在第一示例性实施例的情况下，使用中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5，保护从光纤束7的涂层的端部露出的每一光纤2。

如图3(a)所示，用于各个光缆1的固定金属适配件5相互堆叠并且固定到例如金属板等等。每一固定金属适配件5也可以直接固定到稍后所述的本示例性实施例的保持金属适配件30。如上所述，从光纤束7露出的每一光纤2被配置成夹在压板4之间，压板4由在厚度方向弯曲的相对薄的金属板制成，由平板固定金属适配件5保护其远端区。由此，如图3(a)所示，即使使压板4弯曲，也能堆叠每一固定金属适配件5，而不会使任何大的力施加到每一光纤2。使用例如两个定位销4定位每一固定金属适配件5，使得对每一光缆1来说，各个光纤2的端面相互对齐。

如在第一示例性实施例的情况下，第二示例性实施例的光纤固定结构包括保持每一光纤束7的涂层的第一保持部30a和保持从每一光纤束7的涂层的端部露出的多个光纤的远端部的第二保持部30b，并且该光纤固定结构具有一体成形第一保持部30a和第二保持部30b的结构。例如，通过图3(b)和3(c)所示的保持金属适配件30，实现第一保持部30a和第二保持部30b。

保持金属适配件30具有覆盖包括每一光纤束7的涂层、中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5的、从每一光纤束7的涂层的端部露出的整个光纤2的形状。即，本发明根据要附接到光学部件20的光缆1的数量，改变保持金属适配件的形状。

本示例性实施例的保持金属适配件30具有容纳用于每一光缆1的中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5的第一金属适配件31，以及用作第一金属适配件31的盖的第二金属适配件32。在第一金属适配件31和第二金属适配件32的一端，提供制造成使得具有用作第一保持部30a的帽状截面的固定部33和34。固定部33和34夹住例如保护管3的端部，由此保持光纤束7的涂层。在第一金属适配件31的另一端，提供变为如上所述的第二保持部30b的、用于固定例如图3(a)中所示的多个层叠的固定金属适配件5的装置。该装置能通过多个螺丝和对应于螺丝的多个螺纹孔来实现，用于固定该固定金属适配件5等等。固定金属适配件5可以直接固定到保持金属适配件30或可以经金属板等等，固定到保持金属适配件30。使用螺丝等等，固定第一金属适配件31和第二金属适配件32。例如，如在第一示例性实施例的情况下，耐热金属材料用于保持金属适配件30。例如，黑色涂漆被施加到保持金属适配件30的内部来防止从光纤2发出的激光束的反射。

如在第一示例性实施例的情况下，在变为光纤2的端面侧的保持金属适配件30的表面的端部，提供将固定到光学部件20(见图2)的第一突起部35，并且在远离保持金属适配件30的表面的光学部件20的位置，提供将固定到包括光学部件20的装置本体(未示出)的第二突起部36。即，第二保持部30b在其附近被固定到光学部件20，并且第一保持部30a在其附近被固定到包括光学部件20的装置本体。第一突起部35和第二突起部36具有螺纹孔，第一突起部35使用螺丝固定到光学部件20，并且第二突起部36使用螺丝固定到装置本体。

图3(a)至3(c)示出保持金属适配件30的形状的例子，其对应于从三个平行光缆1选择的外侧光缆1的固定金属适配件5上堆叠其他光缆1的固定金属适配件5的构造。保持金属适配件30还可以具有与在例如中心光缆1的固定金属适配件5上堆叠从两个外侧光缆1选择的固定金属适配件5的构造对应的形状。

如在本示例性实施例中所示，即使当光缆1的数量增加时，用于各个光缆1的固定金属适配件5可以相互堆叠，并且可以将本发明的光纤固定结构改变成具有对应于光缆1的数量的形状的保持金属适配件30。由此，除第一示例性实施例中所示的效果外，即使当增加另外的激光光源，由此光缆1的数量增加时，该结构也易于适应这种改变。

(第三示例性实施例)

图4是示出根据第三示例性实施例的光纤固定结构的例子的透视图。

第三示例性实施例的光纤固定结构是保持金属适配件30的固定位置的数量不同于第二示例性实施例的例子。

在如图4所示的第三示例性实施例中，在变为光纤2的端面侧的保持金属适配件30的端部，提供将固定到光学部件20的第一突起部35，并且在远离保持金属适配件30的表面的光学部件20的位置，提供将固定到包括光学部件20的装置本体(未示出)的第二突起部36和第三突起部37。用于将保持金属适配件30固定到装置本体的突起部的数量不限于2个，而是可以大于2个。该构造的其余部分与第二示例性实施例中所示的结构类似，将省略其描述。

假定如在第一示例性实施例的情况下，使用如在图1所示的中继金属适配件6、压板4和固定金属适配件5，保护从每一光缆1的光纤束7的涂层露出的光纤2。

如上所述，由于光缆1具有配备有覆盖光纤束7或其涂层的保护管3的构造，当将固定到光学部件20的光缆1的数量增加时，使大的负荷施加到其连接区。

如在本示例性实施例中所示，如果使保持金属适配件30的固定位置的数量增加，能通过比第二示例性实施例更强的力，使连接多个光缆1的保持金属适配件30固定到装置本体。因此，能通过更强力，使每一光纤2继续保持在所需固定位置。

(第四示例性实施例)

第四示例性实施例将描述采用在第一示例性实施例至第三示例性实施例中所示的光纤固定结构的投影仪系统。

图5是示出本发明的投影仪系统的例子的透视图，并且图6是示出图5中所示的投影仪系统的结构的例子的示意图。图7是示出将光缆固定到图5所示的投影仪本体的例子的透视图。

如图5所示，本示例性实施例的投影仪系统包括投影仪本体100、激光光源装置200和光缆301和302，光缆301和302包括用于将在激光光源装置200中产生的激光束供应给投影仪本体100的多个光纤。

激光光源装置200具有多个激光光源，用于生成例如红、绿和蓝激光束。众所周知的半导体激光器、固体激光器、气体激光器等等用于激光光源。

投影仪本体100根据从例如外部供应的图像信号，将在激光光源装置200中生成的红色、绿色和蓝色激光束用于光源，将图像投影在投影面(屏幕等等)上。

光缆301由用于将例如在激光光源装置200中生成的绿色和蓝色激光束提供到投影仪本体100的多个光纤构成。光缆302由用于将例如在激光光源装置200中生成的红色激光束提供到投影仪本体100的多个光纤构成。

如图6所示，投影仪本体100具有透镜101和102、二向色镜103、棒状积分器104、透镜组105、反射镜106、TIR棱镜107、菲利普棱镜108、DMD(数字反射镜器件)109和投影透镜111。

激光光源装置200具有生成绿色激光束的第一激光光源201、生成蓝色激光束的第二激光光源202和生成红色激光束的第三激光光源203。将在第一激光光源201和第二激光光源202中生成的绿色和蓝色激光束经在光缆301中提供的光纤，传输到投影仪本体100，并且在第三激光光源203中生成的红色激光束经在光缆302中提供的光纤，传输到投影仪本体100。尽管图6一起描述了第一激光光源201和第二激光光源202，但激光光源装置200具有第一激光光源201和第二激光光源202。此外，图6描述了激光光源装置200具有第一激光光源201至第三激光光源203各一个的构造例子，但激光光源装置200也可以具有每个由多个激光光源组成的第一激光光源201至第三激光光源203。在这种情况下，多个第一激光光源201、第二激光光源202和第三激光光源203具有用于传输各个激光束的各个光纤。

将从光缆301的每一光纤的远端发出的绿色和蓝色激光束经在投影仪本体100中提供的透镜101和二向色镜103，输入到棒状积分器104。将从光缆302中提供的每一光纤的远端发出的红色激光束经在投影仪本体100中提供的透镜102和二向色镜103，输入到棒状积分器104。二向色镜103颜色合成所输入的红色、绿色和蓝色激光束以及发出颜色合成的激光束。透镜101和102以及二向色镜103构成用于颜色合成红色、绿色和蓝色激光束的激光合成部120。在本示例性实施例的投影仪系统中，该激光合成部120变为第一至第三示例性实施例中所示的保持金属适配件10附接到的光学部件20。

棒状积分器104以照明分布变为均匀并且出射均匀的激光束的方式，重复地全反射从二向色镜103输入的激光束。从棒状积分器104发出的激光束经透镜组105、反射镜106、TIR棱镜107和菲利普棱镜108，照射在DMD109上。

透镜组105设置在面对棒状积分器104的光出射面的位置。透镜101的光轴、透镜组105的光轴和棒状积分器104的中心轴相互对齐。透镜组105包括中继光学系统。反射镜106将从透镜组105出射的激光束向TIR棱镜107反射。TIR棱镜107由例如两个三棱柱107a和107b构成，并且具有使三棱柱107a的一部分粘合到三棱柱107b的斜边。由反射镜106反射的颜色合成后的激光束被全反射到三棱柱107a的斜边并从另一面出射。从TIR棱镜107出射的红色、绿色和蓝色激光束被输入到菲利普棱镜108。菲利普棱镜108使从TIR棱镜107出射的激光束分成红色、绿色和蓝色光束并且从不同面出射光束。

对应于红色、绿色和蓝色光束提供的三个DMD 109是空间调制在菲利普棱镜108中分离的红色、绿色和蓝色光束来形成用于每一颜色的图像光束的显示元件。图6示出了仅一个DMD 109。

红色、绿色和蓝色图像光束在菲利普棱镜108被颜色合成，然后经TIR棱镜107被出射到投影透镜111并且由投影透镜111投影到投影面(屏幕等等)(未示出)上。

在图6所示的投影仪系统中，透镜101和102、二向色镜103、棒状积分器104和透镜组105构成照明光学系统。

尽管图6示例DMD用作显示元件的构造例子，但其他公知的显示元件，诸如反射型液晶面板或透射型液晶面板也可以用于显示元件。当显示元件是透射型液晶面板时，可以采用从透镜组105出射的激光束照射在具有光谱过滤器等等的液晶面板上。

如图7所示，本示例性实施例将光缆301和302的端部的第一至第三示例性实施例中所示的保持金属适配件10(或30)分别附接在例如图5所示的投影仪本体100侧上，并且将保持金属适配件10(或30)固定到包括图6所示的透镜101和102以及二向色镜103的激光合成部120。图7示例将保持金属适配件30用于保持图3(a)至3(c)所示的三个光缆的例子。即，图7示例提供图5所示的三个激光光源装置200，并且将三个光缆301和三个光缆302分别固定到投影仪本体100的例子。

如在本示例性实施例中所示，本发明能获得适合于将激光束用于其光源的投影仪系统的光纤固定结构。

已经参考示例性实施例，描述了本发明，但本发明不限于上述示例性实施例。可以在本发明的构造或细节方面，在本发明的范围内，做出本领域的技术人员能理解的各种改进。

Claims (8)

1.一种光纤固定结构，用于将通过涂层覆盖成束的多个光纤的光纤束和从所述光纤束的涂层的端部露出的所述多个光纤固定在预定位置，所述光纤固定结构包括：

第一保持部，所述第一保持部保持所述光纤束的涂层；以及

第二保持部，所述第二保持部保持分别从所述光纤束的涂层的端部露出的所述多个光纤的远端部，

其中，一体成形所述第一保持部和所述第二保持部。

2.根据权利要求1所述的光纤固定结构，其中，所述第一保持部和所述第二保持部在其各自的附近被固定到包括光学部件的装置本体。

3.根据权利要求1或2所述的光纤固定结构，进一步包括：

压板，所述压板在厚度方向上弯曲，被提供为使得夹住从所述光纤束的涂层的端部露出的所述多个光纤；

固定金属适配件，所述固定金属适配件被固定到所述压板的所述光纤的端面侧来保持所述多个光纤，同时使所述多个光纤的端面相互对齐；以及

中继金属适配件，所述中继金属适配件固定所述光纤束的涂层的端部和所述压板。

4.根据权利要求3所述的光纤固定结构，其中，所述第一保持部和所述第二保持部具有覆盖所述光纤束的涂层的端部、所述中继金属适配件、所述压板和所述固定金属适配件的形状。

5.根据权利要求3或4所述的光纤固定结构，其中，所述光纤固定结构包括多个光缆，所述多个光缆包括所述光纤束、所述压板、所述固定金属适配件和所述中继金属适配件，并且

所述固定金属适配件相互堆叠并且被固定到所述第二保持部，使得所述每一光缆的所述各个光纤的端面相互对齐。

6.根据权利要求2至5所述的任一项所述的光纤固定结构，其中，所述第二保持部至少在两个位置被固定到所述装置本体。

7.一种投影仪，所述投影仪根据从外部供应的图像信号将图像投影在投影面上，所述投影仪包括：

根据权利要求1至6中的任一项所述的光纤固定结构；以及

装置本体，所述装置本体包括多个光纤通过所述光纤固定结构固定到的光学部件。

8.一种投影仪系统，所述投影仪系统根据从外部供应的图像信号将图像投影在投影面上，所述投影仪系统包括：

投影仪本体，所述投影仪本体包括根据权利要求1至6中的任一项所述的光纤固定结构和多个光纤通过所述光纤固定结构固定到的光学部件；

激光光源，所述激光光源生成激光束，用作所述投影仪本体的光源；以及

光缆，所述光缆包括将由所述激光光源生成的激光束供应给所述投影仪本体的光纤。