CN100538505C - 用于安装光引擎组件的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

所披露的实施例涉及用于安装光引擎组件的系统和方法。更具体地，提供一种系统(10)，该系统包括：外壳结构(11)，具有上部(12)和下部(14)；安装结构(202)，连接至外壳结构(11)，其中，安装结构(202)不固定于下部(14)；并且光引擎(16)连接至安装结构(202)。

Description

用于安装光引擎组件的方法和系统
相关申请的交叉参考
本申请要求于2005年1月5日提交的第60/641,599号临时美国申请的优先权。
技术领域
本发明一般涉及将视频图像投影到屏幕上。更具体地，本发明涉及一种用于将光引擎组件安装在视频单元外壳内的系统。
背景技术
本部分旨在为读者介绍可能涉及以下所述的本发明各方面的各方面技术。相信这里的论述有助于为读者提供背景信息，以便于更好地理解本发明的各个方面。从而，应该明白，应以这个出发点来阅读这些描述，而不将其作为现有技术的范围。
近年来，现有的显示系统的流行程度和数量逐渐增加。这种显示系统包阴极射线管(CRT)电视、LCD(液晶显示)电视、DLP(数字光投影)电视、等离子屏幕电视、和/或视频投影仪。这些系统利用各种部件将图像呈现给显示系统的使用者。例如，对于背投DLP电视来说，光引擎组件可利用影像源(source)将图像通过镜(mirror)投射至屏幕。由于这些系统已经得到发展，因此期望这些系统能够提供更加清楚以及精确度更高的图像。因而，许多系统的设计目标是提供几乎没有误差的图像。
在这些利用光引擎组件的系统中，例如DLP电视，光引擎组件通常安装在机壳的基部或地面部上，而屏幕和镜可连接于机壳的其它部分，例如顶部或上部。因此，投射在屏幕上的图像依赖于几个模制的塑料机壳部件的精度，每个部件都具有不同的机械公差。这些公差可能相对于使用在光引擎组件中的微显示系统的要求来说变化很大。
因为这些公差是变化的，所以系统的操作者依靠一些方法来调节系统，以消除或最小化导致失真或其它问题的对齐误差(alignment error)。例如，操作者安装垫片(shim)或内置于机壳的校正螺钉。此外，制造商要求机壳部件的更严格的限制公差。这些不同的方法增加了制造系统的成本(人力和零部件方面)且增加了系统的复杂性。因此期望一种用于减小对齐误差的成本合理的方法和设备。
发明内容
以下描述与所披露的实施例的范围相当的一些方面。应该明白，呈现这些方面仅仅是为了给读者提供本发明可采用的一些形式的简要概括，且这些方面不用于限定本发明的范围。事实上，本发明可以包括以下没有描述的多个不同方面。
本发明致力于一种用于将光引擎组件安装在外壳结构(例如机壳)中的方法和系统。该方法和系统可包括：将光引擎组件安装至机壳的上部，以绕过机壳的基部或地面部。通过去除对机壳的顶部与基部之间的精确公差的要求，该安装系统可减小机壳公差对被投射的图像的影响。特别地，光引擎组件安装到紧凑的支撑结构中，并且接着直接连接于上机壳。沿着光引擎组件，折叠镜和屏幕也作为单个模制部分而连接于上机壳。因此，光引擎组件、折叠镜、以及屏幕连接于机壳的相同部分(上部)，这减小了与机壳基部有关的公差叠加或公差差异。
附图说明
本发明的优点将通过阅读以下详细描述和参考附图变得明显，附图中：
图1是示出根据本发明实施例的示例性系统的侧视图的示意图；
图2是根据本发明实施例的图1系统中的示例性光引擎组件的示意图；
图3是根据本发明实施例的图1的光引擎组件的安装结构的示意图；以及
图4是根据本发明实施例的机壳内的光引擎组件的示例性实施例的示意图。
具体实施方式
以下将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，没有在说明书中描述实际实施的所有特征。应该理解，在任何这样的实际运用的开发中(如在任何工程或设计项目中)，必须做出大量执行细节的方案，以实现开发者的具体目标，诸如符合系统相关和商业相关的约束条件，这些约束条件可能根据实施的不同而各不相同。而且，应该理解，这样的开发努力是复杂和耗时的，但是本领域技术人员在获益于本公开的基础上，仍能不断地进行设计、制造、和加工。
参照附图，图1是根据本技术实施例的示例性系统10的侧视图。作为实例，该系统10可以是用于电视的投影系统。例如，该系统10可以是微显示背投电视。该系统10可包括：机壳11，封装有各种部件，例如影像源15；光引擎组件16；折叠镜18；以及屏幕20。机壳11可包括连接在一起以封装各种部件的上部12和下部14。例如，机壳11可由模制塑料、木材、金属、和/或其它适合的材料形成。
此外，机壳的上部和下部12、14也可以用于支撑影像源15、光引擎组件16、折叠镜18、以及屏幕20。影像源15可以是摄像机、计算机、视频接收机、有线视频(cable)、或其它视频信号源。光引擎组件16(在下面图2中更详细地论述)可以利用来自影像源15的信号，将图像投射到被折叠的镜18上。该图像被从被折叠的镜18反射至屏幕20。因此，所得到的投射在屏幕20上的图像被呈现给正在观看系统10的屏幕20的使用者。
为了将图像呈现至屏幕20，来自光引擎源(组件)16的图像被放大。例如，在系统10中(例如微显示背投电视)，图像在光引擎组件16中可被放大一个系数，即放大到原始图像尺寸的10倍或10倍以上。如果系统10是61英寸DLP电视，那么屏幕20上呈现出的图像可以是微镜成像装置(micromirror imager device)(未示出)尺寸的110倍，并且是光引擎组件16的投影透镜上的图像尺寸的22倍。因此，机壳11中的光引擎组件16的很小的位移都可以被放大成屏幕20上可见的误差。例如，公知对齐误差可能引起的一个问题是“梯形失真”。当从投影透镜至屏幕20一端的距离与从投影透镜至屏幕20另一端的距离不同时，“梯形失真”是呈现在屏幕20上的视觉效应。当光引擎组件16在机壳11中倾斜(从左至右或从上到下)仅0.1毫米(mm)时，梯形失真也能够被呈现出来。
为了减小与光引擎组件16、折叠镜18、以及屏幕20之间的未对准或位移相关的误差，机壳11的上部和下部12和14可以符合特定公差，以减小由系统10呈现的可能的图像失真。即，图像的投射依赖于精确构造的几个非常大的模制塑料机壳部分，例如上机壳部和下机壳部12和14。但是，上机壳部和下机壳部12和14的公差可以相对于光引擎组件16中微显示系统的要求而显著变化。因此，如果光引擎组件16、折叠镜18、以及屏幕20安装在不同的部分12和14上，就会增加与公差有关的潜在误差。同样，系统10的操作者或使用者可能不得不物理地调节各种部件，以对齐误差，这是费时及成本高的过程。
有利地，光引擎组件16可以通过如下安装结构来安装，所述安装结构是，绕过或不固定于或不物理地接触于机壳11的下部14，以减小机壳11的下部14的公差上的差异对被投射的图像的影响。即，光引擎组件16可被安装到安装结构中，并随后被直接连接于机壳11的上部12。此外，机壳11的上部12可由单件模制部件形成，该单件模制部件包括系统10的屏幕20、折叠镜18、以及光引擎组件16所使用的安装部件。通过将这些部件中的每一个安装至上部12，减小了公差差异或叠加。
另外，由于没有在机壳11的该部分上使用安装系统，因此将光引擎组件16安装至机壳11的上部12的过程减小了机壳下部14的结构和复杂性。因此，下部14可以被做得更薄，同时不用顾虑到会使得呈现在屏幕20上的图像变形。即，可以以独立于下部14的公差变化的方式来呈现图像。因此，下部14可以通过比上部12的成本更小的工艺被制造。最后，因为光引擎组件16可以相对于上部12被定位在不同位置，所以将光引擎组件16安装至上部14的过程可以引出更紧凑空间的要求(纵向和进深)。
作为特殊实例，光引擎组件16可以被直接安装至机壳11的上部12的底部。在这种构造中，光引擎组件16不依赖于下部14和其它高公差机壳部件的精确度。该安装方法提供了将光引擎组件16安装在机壳11中的低公差方法。更特别地，由于机壳11的下部被绕过，因此可以减小机壳标准制造安装公差。例如，如果下部14的公差为1.6mm至0.13mm，则从影响校正的总公差中去除该公差的量。因此，系统10可以以标准的低成本制造方法来制造，并且操作者几乎不进行图像校正。图2中更加详细地示出光引擎组件16。
图2是根据本技术的实施例的图1系统中的示例性光引擎组件的示意图。在光引擎组件16中包括连接至安装结构202的各种部件。安装结构202被构造成与机壳11(图1)的上部12接合，如图4中以下详细地示出。安装结构202被构造成将光引擎组件16连接于上机壳12，以减小对齐误差。
因此，光引擎组件16可包括各种部件，例如安装结构202、芯部光学散热器204、DMD(数字微镜器件)驱动器组件206、投影透镜208、灯罩210、灯盒212、风扇214、以及风道(fan duct)216。下面在图3中详细论述的安装结构202可用于将光引擎组件16安装至图1的上机壳12。安装结构202可包括多个部件，这些部件连接在一起以形成用于DMD驱动器组件206和投影透镜208的外壳。DMD驱动器组件206可以是印刷电路板，其包括DMD芯片以及其它相关电路。DMD芯片是光学半导体芯片，其包括显微镜镜面(microscopic mirror)，该显微镜镜面用作光学转换开关，以产生不同的颜色，并且呈现高分辨率的图像。投影透镜208为用于将图像从DMD驱动器组件206投射至图1的折叠镜18的透镜。
芯部光学散热器204、灯罩210、灯盒212、风扇214、以及风道216可以连接至安装结构202。连接于DMD驱动器组件206和安装结构202的芯部光学散热器204可以用来消散来自DMD驱动器组件206和其它部件的热量。灯罩210也可以连接至安装结构202，用于支撑。灯罩210可以包括将光源提供给DMD驱动器组件206的灯盒212。此外，风扇214可连接至灯罩210，以通过风道216冷却灯盒212和芯部光学散热器。安装结构202在图3中更详细地示出。
图3是根据本技术的实施例的图1光引擎组件的支撑结构的示意图。在该实施例中，所示的安装结构202具有用于将光引擎组件与图1的机壳11的上部12对准的各种部件。安装结构202包括主体301，该主体是形成为具有中空内部区域的模制塑料材料。
主体301也可以包括各种突起(tab)，例如第一突起302、第二突起304、第三突起305、以及第四突起306，为各种部件提供稳定性以及支撑。第一、第二、以及第三突起302、304、305可以连接至机壳11的上部12的一个表面，以便为光引擎组件16提供支撑。这些突起302、304、305也可以用作将安装结构202锚固至机壳11的上部12的一个表面的锚固件。第四突起306可以与机壳11的上部12的另一相对表面接合。第四突起306可包括用于加强第四突起306的各种凸肋308。通过将安装结构与机壳11的上部12的相对侧接合，安装结构202可通过将光引擎组件16固定在稳定位置中而减小对齐误差。安装结构202与机壳11的上部12的连接在图4中更详细地示出。
图4是根据本技术实施例的机壳内的光引擎组件的示例性实施例的示意图。在该示意图中，安装结构202可与机壳11的上部12接合，同时不与下部14接合。从而，安装结构202能够支撑、稳定、以及对齐光引擎组件16。
为了对齐光引擎组件16，第一和第二突起302和304可以与机壳11的上部12内的参考表面402和404接合。例如，第一突起302可以与第一参考表面402接合，而第二突起304可以与第二参考表面404接合。这使得操作者能够调节安装结构202，以校正系统10中任何梯形失真问题。因此，安装结构202能够减小与系统10中的公差有关的误差。
虽然已经通过附图中的实例示出了具体实施例并将在本文中进行详细描述，但本发明允许有多种修改和可选形式。应该明白，本发明不限于所披露的具体形式。相反，本发明覆盖所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物、和替换。

Claims (15)

1.一种用于安装光引擎组件的系统(10)，包括：
外壳结构(11)，具有上部(12)和下部(14)；
安装结构(202)，连接于所述外壳结构(11)，其中，所述安装结构(202)不固定于所述下部(14)，并且其中，所述安装结构(202)安装至所述外壳结构(11)的所述上部(12)；并且
光引擎(16)，连接于所述安装结构(202)。
2.根据权利要求1所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，包括连接至所述安装结构(202)的投影透镜(18)。
3.根据权利要求1所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，其中，所述安装结构具有模制塑料形式。
4.根据权利要求1所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，其中，所述光引擎包括数字微镜器件。
5.根据权利要求1所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，其中，所述安装结构(202)包括多个突起(302、304)，所述突起被构造成辅助所述光引擎(16)在所述外壳结构(11)内对齐。
6.根据权利要求5所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，其中，所述多个突起(302、304)被构造成与所述上部(12)内的多个参考表面(402、404)接合。
7.根据权利要求1所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，其中，所述外壳结构(11)包括电视机壳。
8.根据权利要求1所述的用于安装光引擎组件的系统(10)，其中，所述系统(10)包括数字光处理电视系统。
9.一种制造显示单元(10)的方法，所述方法包括：
将安装结构(202)连接于外壳结构(11)的上部(12)，其中，所述安装结构(202)被连接成，使得所述安装结构(202)不与所述外壳结构(11)的下部(14)进行物理接触；以及
将光引擎(16)连接于所述安装结构(202)。
10.根据权利要求9所述的方法，包括通过调整所述安装结构(202)的位置来对准所述光引擎(16)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，调整所述安装结构(202)的位置的过程包括将突起(302、304)与所述上部(12)上的参考表面(402、404)相接合。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，对准所述光引擎(16)的过程包括对齐所述光引擎(16)以纠正梯形失真问题。
13.根据权利要求9所述的方法，包括形成塑料制成的所述安装结构(202)。
14.根据权利要求9所述的方法，包括将投影透镜(18)连接于所述显示单元(10)。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，将光引擎(16)连接于所述安装结构(202)的过程包括将数字微镜器件连接于所述安装结构(202)。
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Applicant after: Shenzhen TCL New Technology Co., Ltd.

Address before: indiana

Applicant before: Tte Technology Inc.

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Granted publication date: 20090909

Termination date: 20121229