[发明专利]合波器、图像投影装置和图像投影系统

说明书

本发明提供合波器、使用该合波器的图像投影装置和图像投影系统，既能够抑制激光光源的激光的扩散对合波部造成的影响，又能够实现小型化。合波器具有：多个波导，波长不同的多个可视光入射至该多个波导；合波部，其设置于该波导的中途，进行在至少两个波导内传播的可视光的模耦合；以及激光光源，其向所述波导照射所述可视光，所述合波器对所述多个可视光进行波分复用，该合波器具有配置于最接近所述激光光源的位置处的第1合波部，并且对于在离开被导入该第1合波部中的所述可视光的传播轴线(Y)的位置处具有光轴(X)的激光光源，使所述光轴相对于所述传播轴线倾斜配置，使得按照规定的扩散角扩散的激光的外缘通过所述第1合波部的近前。

本申请基于申请日为2015年3月5日、申请号为201580024168.9(国际申请号：PCT/JP2015/056560)的发明专利申请“合波器、使用该合波器的图像投影装置和图像投影系统”的分案申请。

技术领域

本发明涉及对不同波长的多个可视光进行合波的合波器、使用该合波器的图像投影装置和图像投影系统。

背景技术

已知有利用马赫–森德干涉仪(MZI)的光学耦合器件(例如参照专利文献1)。如果使用这种光耦合器件，则能够期待显示器的小型化。

专利文献1中公开了如下技术：使不同波长的2个不同的可视光入射至马赫–森德干涉仪(Maha-Zhender Interferometer：以下称作MZI)光波导中，根据基于MZI光波导的光路长差的相位差对2个可视光进行合波或分波。然而，能够利用该专利文献1所述的技术进行合波的仅限于波长不同的2个光，因而无法应用于需要至少RGB这三个可视光的合波的图像形成装置。

于是，本申请申请人在专利文献2中提出了通过将作为光的三原色的RGB的三个可视光合波而能够在图像投影装置上投影图像的合波器和图像投影装置。

图10是本申请申请人在专利文献2中公开的合波器的说明图，(a)是其俯视图，(b)是波导的入射口露出的合波器的侧视图。

合波器10′具有：通过硅(Si)形成的基板210；在该基板210上通过二氧化硅(SiO2)形成的BOX层215；在该BOX层215上通过SiO2形成的覆盖层220；以及形成于该覆盖层220中，配置于与BOX层215的上表面平行的平面内的第1波导101′、第2波导102′和第3波导103′。

另外，通过基板210、BOX层215和覆盖层220构成合波器10′的主体100。

波长彼此不同的单模的红色光(R：波长λR＝620～750nm)、绿色光(G：波长λG＝495～570nm)和蓝色光(B：波长λB＝450～495nm)从在BOX层215和覆盖层220的一面上露出的入射口101a′、102a′、103a′入射至第1波导101′、第2波导102′和第3波导103′，该RGB色光分别在第1波导101′、第2波导102′和第3波导103′内传播并合波，并且从在包层220的另一面上露出的第2波导102′的另一端102b′射出。

第1波导101′、第2波导102′和第3波导103′按照不产生杂散光的间隔配置。在第2波导102′的可视光的传播路径上，从入射口102a′侧起按顺序设有第1合波部110、第2合波部120和第3合波部130。第1合波部110、第2合波部120和第3合波部130构成为方向性耦合器，在第1合波部110和第3合波部130中，第3波导103′接触第2波导102′，在第2合波部120中，第1波导101′接触第2波导102′，从而进行RGB的可视光的合波。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-134224号公报

专利文献2:日本特开2013-195603号公报

发明内容

发明要解决的问题