TW201044015A - Optical combiner and image projector using the optical combiner - Google Patents

Description

201044015 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種光合波器及使用該光合波器之影像投 影裝置。 【先前技術】 曰本專利特開2〇〇8-〇33〇42號公報、日本專利特開2004-3 34082號公報、國際公開2005/073798號公報、日本專利 特開2007-121899號公報、日本專利特開2006-267457號公 報、及曰本專利特開2008-216456號公報中記載有影像投 影裝置。影像投影裝置大多情形時包括RGB(red -green-blue ’紅-綠-藍）用之三個光源、透鏡、合波器、及掃描機 構。透鏡將來自三個光源之光聚光，合波器將RGB之光線 合波，掃描機構對經合波之光進行掃描，藉此顯示影像。 作為合波器’使用分光鏡、稜鏡、繞射光柵元件等。零件 件數變多之結果係難以將影像投影裝置小型化。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種減少零件件數之光合波器及 使用該光合波器之影像投影裝置。 為達成上述目的，本發明提供一種包括光學零件與樹脂 構件之光合波器。光學零件包括：第1光學濾光片，其反 射第1波長之光且使第2波長之光及第3波長之光透過；第2 光學濾光片’其反射第2波長之光且使第3波長之光透過； 及基板，其具有第1主面及第2主面，且使第2及第3波長之 光透過。第1光學濾光片係設置於第丨主面上，第2光學濾 147I33.doc 201044015 .光片係設置於第2主面上。樹脂構件具有第1表面、第2表 面及第3表面，第丨表面提供第〖透鏡、第2透鏡及第3透 鏡。光學零件係以將來自第i透鏡之光經由第i光學滤光片 而結合於朝向第2表面之光路，且將來自第2透鏡之光經由 第2光學遽光片而結合於該光路之方式，設置於樹脂構件 内。第3表面係將來自第3透鏡之光結合於該光路之反射 面。 本發明之光合波器之樹脂構件可藉由樹脂之一體成形而 ❹ 形成。又，第1〜第3透鏡亦可為菲涅耳透鏡。 作為本發明之其他態樣，提供一種影像投影裝置。該影 像投影裝置包括本發明之光合波器、第卜第3光源、及掃 搖機構《第1光源出射第丨波長之光。第2光源出射第2波長 之光。第3光源出射第3波長之光。光合波器將來自第1光 源之光、來自第2光源之光及來自第3光源之光於上述光路 上合波，並出射經合波之光。掃描機構對藉由光合波器而 合波之光進行掃描。 〇 根據本發明之構成，能夠以較少之零件件數提供複數個 光學要素，因此提供一種可減少零件件數之光合波器。 又，由於自第1〜第3透鏡至第2表面之光路係由樹脂構件構 成，因此該光合波器耐干擾。本影像投影裝置具備上述光 合波器，故可減少零件件數，其結果為可實現小型化。 【實施方式】 以下，參照圖式對用以實施發明之形態及發明之優點進 行說明。於圖式中對同一構件使用相同之符號，並省略其 147133.doc 201044015 說明。 圖1係表示本發明之實施形態之光合波器丨〇的概念圖， 其表示了包含第1波長之光L1、第2波長之光。、第3波長 之光L3及合波光LM之光軸在内的剖面（第i波長（R)之光 L1、第2波長（G)之光L2及第3波長（B)之光L3例如係與RGB 二色對應之光）。光合波器1 〇包括光學零件丨2及樹脂構件 14。光學零件12具有基板12a、第【光學濾光片12b及第2光 學濾光片12c。 基板12a係由相對於藉由光合波器1〇而合波之光為透明 之構件構成。例如，基板i 2a為玻璃製。於基板丨2a之其中 一主面上设置有弟1光學渡光片12b’於另一主面上設置有 第2光學濾光片12c。 第1光學遽光片12b反射第1波長之光li，並使第2波長之 光L2及第3波長之光L3透過。第2光學濾光片i2c反射第2波 長之光L2’並使第3波長之光L3透過。第1光學濾光片i2b 及第2光學濾光片12c例如可由介電質多層膜構成。 於樹脂構件14之内部嵌入光學零件12，以使入射至該樹 脂構件14之第1波長之光L1藉由第1光學濾光片之反射而結 合於合波光LM的光路上，且使入射至該樹脂構件14之第2 波長之光L2藉由弟2光學遽光片之反射而結合於合波光lm 的光路上。 樹脂構件14包括第1表面14a、第2表面14b及第3表面 14c。第1表面14a係第1波長之光L1、第2波長之光L2及第3 波長之光L3所入射的面。第2表面14b係藉由光合波器10而 147133.doc 201044015 合波之光LM出射之面。第3表面14c係反射第3波長之光 L3，並使其向合波光LM之光路結合之面。 第1表面14a提供第1透鏡16a、第2透鏡16b及第3透鏡 16c。第1透鏡16a係將第1波長之光^聚光之透鏡。第2透 鏡16b係將第2波長之光L2聚光之透鏡。第3透鏡16c係將第 3波長之光L3聚光之透鏡。第2表面14b可為平面，又，亦 可如圖1所示為形成透鏡之面。第3面14c例如可藉由塗佈 反射膜18而設為反射面。作為反射膜，可使用鋁或金製之 〇膜。 樹脂構件14例如可藉由環狀烯烴聚合物或聚碳酸酯之一 體成形而製造。光合波器1〇例如可藉由將光學零件12預先 安裝於模内’然後將樹脂射出成形而製造。 圖2係表示本發明之實施形態之影像投影裝置2〇的概念 圖。影像投影裝置20包括視訊信號處理單元22、驅動器 2乜〜24c、光源26a〜26c、光合波器1〇、及掃描機構28。 視訊信號處理單元22接收輸入至其輸入端子出之視訊信 〇 號並生成RGB各自之信號。輸入至視訊信號處理單元22之 視訊信號例如為複合視訊信號。視訊信號處理單元22係連 • 接於驅動器24a〜24c上，且向驅動器24a~24c輸出與所生成 . 之RGB信號各自之強度相對應的電信號。 驅動器24a係用以將第！波長（11)用之光源26a調變而使其 發光之電路。驅動器24b係用以將第2波長（(3)用之光源2讣 調變而使其發光之電路。又，驅動器24c係用以將第3波長 (B)用之光源26c調變而使其發光之電路。驅動器24a〜24c 147133.doc 201044015 分別連接於光源26a長上，且對光源26a〜26。輸出調變作 號。 。 光源26a〜…例如為雷射二極體。光源％係以盥來自驅 動器％之調變信號相對應之強度而出射第遣長之光。光 源·以與來自驅動器24b之調變信號相對應之強卢而出 射第2波長之光。又，光源26c係以與來自驅動器％之調 變信號相對應之強度而出射第3波長之光。 光源26a〜26c係光學結合於光合波器1〇上。來自光源 施〜26c之光線係藉由光合波器1〇而合波，並作為合波光、 LM自光合波器1()出射。光合波器1〇係光學結合於掃描機 構2 8上。 掃描機構28對來自光合波器1()之光進行掃描並於投影面 上顯示影像。掃描機構28例如可由水平掃描用之電流計鏡 及垂直掃描用之電流計鏡而構成。 以下，對光合波器10及影像投影裝置2G之作用、效果進 行說明。光合波器1G藉由將光學零件12嵌人至樹脂構件14 内之構造，而達成三種不同波長之光之合波。因此，光人 波器10可減少零件件數。又，根據光合波器10,可將光學 零件12安裝於模内後藉由樹脂成形而製造，因此無需自第 1表面至第2表面之間所存在之光學要素（第卜第]透鏡、各 光學滤光片及反射面（第3表面））的位置對準。又，由於各 波長之光所通過之弁政、B姑人、^ , 尤路及經合波之光所通過之光路係由 樹月曰構成，故光合波器1〇變得耐干擾。使用此種光合波器 10之影像投影裝置2G係可實現小型化、且而f干擾之影像投 147133.doc 201044015 _ 影裝置。 以上，根據較佳且實用之實施形態對發明進行了說明， 但發明不應限定於實施形態，可在上述範圍内進行各種變 更。例如，第i〜第3透鏡可為菲埋耳透鏡。藉由菲埋耳透 •鏡’可使第1〜第3透鏡之厚度變薄。又，第i〜第3透鏡亦可 - 為折射率分布型透鏡。x，本發明之影像投影裳置並不限 定於對光源進行調變者。例如，亦可自光源出射固定強度 之光，由調變器根據RGB之視訊信號對來自光源之光進行 ❹ 調變。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之實施形態之光合波器的概念圖。 ' 圖2係表示本發明之實施形態之影像投影裝置的概念 圖0 【主要元件符號說明】 10 光合波器 12 光學零件 12a 基板 12b 第1光學濾光片 12c 第2光學濾光片 14 樹脂構件 14a 第1表面 14b 第2表面 14c 第3表面 16a 第1透鏡 147133.doc 201044015 16b 第2透鏡 16c 第3透鏡 18 反射膜 20 影像投影裝置 22 視訊信號處理單元 24a、24b、24c 驅動器 26a ' 26 b ' 26c 光源 28 掃描機構 IN 輸入端子 LI 第1波長之光 L2 第2波長之光 L3 第3波長之光 LM 合波光 147133.doc -10-

Claims (1)

1. 201044015 七、申請專利範圍·· 1· 一種光合波器，其包括： 光學零件，其包含反射第1波長之光且使第2波長之光 及第3波長之光透過的第丨光學濾光片、反射上述第2波 •長之光且使上述第3波長之光透過的第2光學濾光片、具 • 有第1主面及第2主面且使上述第2及第3波長之光透過之 基板’上述第1光學濾光片係設置於上述第1主面上，上 述第2光學濾光片係設置於上述第2主面上；以及 〇 樹脂構件’其具有第1表面、第2表面及第3表面，且 上述第1表面提供第1透鏡、第2透鏡及第3透鏡； 上述光學零件係以將來自上述第丨透鏡之光經由上述 • 第1光學濾光片而結合於朝向上述第2表面之光路，且將 來自上述第2透鏡之光經由上述第2光學濾光片而結合於 該光路之方式，設置於上述樹脂構件内，且 上述第3表面係將來自上述第3透鏡之光結合於上述光 路之反射面。 〇 2. b請求項1之光合波器’纟中上述樹脂構件係藉由樹脂 之一體成形而形成。 曰 3·如請求項1或2之光合波器，其中上述第1至第3透鏡 涅耳透鏡。 ’兄”、、非 4. 一種影像投影裝置，其包括： 第1光源，其出射第丨波長之光； 第2光源，其出射第2波長之光； • 第3光源，其出射第3波長之光； 147133.doc 201044015 如請求項1至3中任一項之光合波器，其將來自上述第 · 1光源之光、來自上述第2光源之光及來自上述第3光源· 之光於上述光路上合波，並出射經合波之光；以及 掃描機構，其對藉由上述光合波器而合波之光進行掃 描。 147133.doc