CN112352193A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

用于将光输出到投影透镜的照明光学系统(101)、用于将光输出到照明光学系统(101)的光源单元(102)以及容纳照明光学系统(101)并且能够被划分成两个外壳的防尘壳体(103)被提供，并且防尘壳体(103)具有：被设置在防尘壳体(103)的外表面上并且被嵌合到被设置在光源单元(102)中的第一定位构件(104‑1)、(104‑2)的第二定位构件(105‑1)、(105‑2)；用于拧紧光源单元(102)的防尘壳体(103)的外表面上设置的安装座表面(106)；以及用于夹持被夹持在两个外壳之间的光源单元(102)的最终光学构件的夹持部(107)。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
构成用于投射图像的投射型显示装置的主模块包括诸如灯、激光器和LED(发光二极管)的光源、光学引擎、投影透镜、电子基板和电源。用于使用诸如DMD(数字反射镜装置)或液晶面板的光学调制器来产生图像的光学电子组件被安装在光学引擎上。响应于外部视频信号，电子基板产生并且驱动驱动信号。强光被从灯或激光器/LED的光源被发送到光学引擎并且通过每个光学组件来照射光学调制器。入射光被投影透镜放大并且被投射到屏幕上。
在这些过程中，电子组件由于电阻而产生热量，产生了由于光吸收而导致的光学组件温度上升。必须操作每个组件使得不超过允许温度以实现所期望的性能。因此，在装置中安装了多个冷却风扇，来自冷却风扇的鼓风机冷却每个组件，以防止温度增加使得不超过允许温度。进一步地，因为液晶面板的寿命是根据温度确定的，所以有必要进一步降低温度。
例如，在投影透镜的两侧分别布置有一对风扇，考虑了用于执行冷却的设备(例如，参见专利文献1)。
在显示装置的冷却中，有必要防止灰尘与冷却空气一起从外部进入装置并粘附在光学组件等上以造成亮度退化。因此，通常光学组件被盒子包围，部件的配合部被诸如软金属(诸如垫子或橡胶或铜)的包装密封，并具有防止灰尘流入的结构。强光被发送到封闭的盒子中。
现有技术文件
专利文件
专利文献1：专利号3467697
发明内容
本发明要解决的技术问题
在如上所述的密封结构中，当试图冷却照明光学系统时，诸如覆盖光学组件的部件和密封部件的部件的数量增加，存在其中可组装性也劣化的问题。
本发明的目的是提供一种解决上述问题的显示装置。
技术解决方案
本发明的显示装置，包括：
照明光学系统，该照明光学系统将光输出到投影透镜，
光源单元，该光源单元将光输出到照明光学系统，以及
防尘壳体，该防尘壳体容纳照明光学系统并且能够被划分成两个外壳，其中
该防尘壳体包括：
第二定位构件，该第二定位构件被设置在防尘壳体的外表面上，并且与光源单元中设置的第一定位构件嵌合，
安装座表面，该安装座表面被设置在防尘壳体的外表面上，并且将光源单元拧紧，以及
夹持部，该夹持部将光源单元的最终光学构件夹持在两个外壳之间，该最终光学构件是被设置在用于将光输出到照明光学系统的最终级中的构件。
本发明的效果
如上所述，在本发明中，可以容易地密封显示装置而不增加部件数量。
附图说明
图1是图示本发明的显示装置的第一实施例的图。
图2是图示当图1中所示的照明光学系统被容纳在防尘壳体中时的显示装置的示例的平面图。
图3是图示本发明的显示装置的第二实施例的图。
图4是图示当图3中所示的照明光学系统被容纳在防尘壳体中时的显示装置的示例的平面图。
图5是图示图3中所示的照明光学系统和光源单元的内部构造的示例的图。
图6是图示设置在图3中所示的防尘壳体中的第二定位构件、安装座表面和夹持部的放大视图的图。
图7是图示将图3中示出的光源单元附接到防尘壳体的下侧的外壳的外壳情况的外观图的图。
图8是图示将图3中示出的光源单元附接到防尘壳体的外壳的情况的外观图的图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
(第一实施方式)
图1是图示本发明的显示装置的第一实施例的图。如图1中所示，本实施例的显示装置100包括照明光学系统101、防尘壳体103以及光源单元102。照明光学系统101将光输出至投影透镜。光源单元102将光输出到照明光学系统101。防尘壳体103容纳照明光学系统101。防尘壳体103可以被划分成两个外壳。防尘壳体103具有设置在防尘壳体103的外表面上的第二定位构件105-1、105-2，其分别被嵌合到设置在光源单元102中的第一定位构件104-1、104-2。防尘壳体103具有安装座表面106，该安装座表面106设置在防尘壳体103的外表面上，用于拧紧光源单元102。防尘壳体103具有夹持部107，该夹持部107用于将光源单元102的最终光学构件夹持在两个外壳之间。最终光学构件是用于将光输出到照明光学系统101的最终级中设置的构件。
图2是图示当图1中所示的照明光学系统101被容纳在防尘壳体103中时显示装置100的示例的平面图。如图2中所示，在防尘壳体103中容纳照明光学系统101，将光源单元102与防尘壳体103组合。
因此，用于容纳照明光学系统101的防尘壳体103包括用于与光源单元102嵌合的定位构件和用于拧紧光源单元102的座表面，光源单元102的最终光学构件被构成防尘壳体103的两个外壳夹持。因此，可以容易地密封照明光学系统101而不增加部件数量。
(第二实施例)
图3是图示本发明的显示装置的第二实施例的图。如图3中所示，本实施例的显示装置110具有照明光学系统111、防尘壳体113和光源单元112。照明光学系统111将光输出到投影透镜。光源单元112将光输出到照明光学系统111。光源单元112是将诸如LD(激光二极管)、LED、灯、PW(磷光体轮)、扩散板、单个透镜和结构组件的光学组件与冷却组件组合的组装组件。防尘壳体113容纳照明光学系统111。防尘壳体113可以被划分成两个外壳。防尘壳体113具有设置在防尘壳体113的外表面上的第二定位构件115-1、115-2，该第二定位构件115-1、115-2分别被嵌合到设置在光源单元112中的第一定位构件114-1、114-2。防尘壳体113具有设置在防尘壳体113的外表面上的用于拧紧光源单元112的安装座表面116。防尘壳体113具有用于将光源单元112的最终光学构件夹持在两个外壳之间的夹持部117。此外，防尘壳体113可以在垂直于穿过光源单元112的最终光学构件的透镜的中心的光轴的直线上被划分成两个外壳。此外，关于第一定位构件114-1、114-2和第二定位构件115-1、115-2，一种形状是针形，另一种形状是嵌合到针形的孔形。此外，图3中所示的第一定位构件114-1、114-2和第二定位构件115-1、115-2分别是两个，但不限于该数目，可以分别是三个或更多个。图3中所示的安装座表面116的数量为四个，但不限于该数字。此外，防尘壳体113的夹持部117使用缓冲材料将两个外壳彼此组合。另外，在除了防尘壳体113的夹持部117以外的部处设置有包装，两个外壳被相互组合。此外，防尘壳体113由铝压铸或镁压铸制成。
图4是图示当图3中所示的照明光学系统101被容纳在防尘壳体113中时显示装置110的示例的平面图。如图4中所示，照明光学系统111被容纳在防尘壳体113中，光源单元112与防尘壳体113相组合。此外，在光源单元112的第一定位构件114-1、114-2和防尘壳体113的第二定位构件115-1、115-2分别被嵌合的状态下，照明光学系统111被容纳使得从光源单元112输出的光的光轴是用于将光输入到照明光学系统111的位置。此时，在防尘壳体113的两个外壳没有被组合的状态下照明光学系统111被容纳在防尘壳体113的一个外壳中之后，两个外壳被组合。此外，在防尘壳体113的两个外壳未被组合的状态下，通过在安装座表面116中被拧紧，防尘壳体113的第一定位构件114-1、114-2和第二定位构件115-1、115-2被嵌合，光源单元112被附接到防尘壳体113。
图5是示出图3中所示的照明光学系统111和光源单元112的内部构造的示例的图。如图5所示，图3中所示的照明光学系统111具有作为交叉二向色棱镜的XDP 122、三个液晶面板123-125、反射镜126、场透镜127、反射镜128、中继透镜129、反射镜130、中继透镜131、彩色滤光器132、场透镜133、彩色滤光器134、场透镜135、作为偏振分束器的PBS(偏振分束器)136以及用于调节照度均匀性的积分器137，并将光输出至投影透镜121。如图5所示，图3中所示的光源单元112包括透镜138、DM 139、透镜140、磷光体141、透镜142、透镜143和激光器144。照明光学系统111和光源单元112的每个组件可以与一般的投影仪的组件相同。
来自激光器144的光使用构成光源单元113的其他组件被输出。而且，在本实施例中，在穿过积分器137、PBS 136和场透镜135的光中，蓝光被彩色滤光器134反射，穿过场透镜127并且由反射镜126反射。而且，在已经穿过积分器137、PBS 136和场透镜135的光中，绿光穿过彩色滤光器134和场透镜133并被彩色滤光器132反射。而且，已经穿过积分器137、PBS 136和场透镜135的光当中，红光穿过彩色滤光器134、场透镜133、彩色滤光器132和中继透镜131，被反射镜130反射，穿过中继透镜129，并被反射镜128反射。因此，液晶面板123调制蓝光。此外，液晶面板124调制绿光。此外，液晶面板125调制红光。因此，使用彩色滤光器134、132将从光源单元112输出的光划分为三个原色光(蓝、绿和红光)，所划分的三个光通量中的每一个被照射到三个液晶面板123至125。
尽管在图5中未示出，但是可以设置风扇(鼓风机)，以在防尘壳体113中的照明光学系统111的内部或外部冷却液晶面板123至125。风扇可以是冷却液晶面板123至125中的每一个的三个风扇。考虑到液晶面板123至125的冷却效果，三个风扇可以是沿着液晶面板123和液晶面板125彼此面对的方向在液晶面板123至125的与投影透镜121侧相反的一侧上并排布置的鼓风机风扇。
图6是图示设置在图3中所示的防尘壳体113中的第二定位构件115-1、115-2、安装座表面116和夹持部117的放大图的图。关于设置在图3所示的防尘壳体113中的第二定位构件115-1、115-2，四个位置的安装座面116和夹持部117，如图6中所示，设置有第二定位构件115-1，其用于与图3所示的光源单元112的第一定位构件114-1嵌合。另外，设置有用于与图3所示的光源单元112的第一定位构件114-2嵌合的第二定位构件115-2。这里，因为第二定位构件115-1、115-2的形状为针形，因此在这种情况下，设置在光源单元112中的第一定位构件114-1、114-2的形状为孔形。此外，当第二定位构件115-1、115-2的形状为孔形时，设置在光源单元112中的第一定位构件114-1、114-2的形状为针形。或者，第一定位构件114-1、114-2和第二定位构件115-1、115-2的形状不限于针形或孔形，第一定位构件114-1、114-2和第二定位构件115-1、115-2分别被嵌合，并且光源单元112和防尘壳体113可以是要固定的那些。此外，在安装座表面116上，设置有用于将光源单元112拧紧到防尘壳体113的螺钉孔。另外，夹持部117具有与光源单元112的最终光学构件(最靠近光源单元112的照明光学系统的透镜部)的形状相对应的形状，并且具有当夹持最终光学构件时实现防尘效果的形状。
图7是图示将图3所示的光源单元112附接到防尘壳体113的下侧的外壳的外壳情况的外观图的图。如图7中所示，被附接到底壳1131的光源单元112是防尘壳体113的一个外壳，该防尘壳体113能够被划分成两个外壳。此时，提供一种结构，该结构是垂直于穿过光源单元112的最终光学构件150的透镜的中心(用作光轴)的光轴的直线和防尘壳体113的底壳1131的边缘匹配的结构。最终光学构件150是用于将光输出至照明光学系统111的最终级中设置的构件，以及用于将光曝光至照明光学系统111的积分器137的部(透镜、玻璃)。
图8是图示将图3所示的光源单元112安装在防尘壳体113的外壳的情况的外观图的图。如图8所示，图7所示的光源单元112被布置在防尘壳体113的外部，光源单元112的最终光学构件150被夹持在防尘壳体113的底壳1131和盖壳1132之间。这里，如图7所示，因为垂直于最终光学构件150的光轴的直线和底壳1131的边缘匹配的结构，防尘壳体113的两个外壳在最终透镜的光轴处组合，设置其特征在于通过防尘壳体113的两个外壳夹持光源单元112的部分的构造的投射型显示装置。在图8中，虽然在防尘壳体113中没有容纳照明光学系统111，但是实际上是将照明光学系统111容纳在防尘壳体113中。底壳1131和盖壳1132是盒形的，并且由铝压铸或镁压铸制成。
因此，在本发明中，将光源单元和照明光学系统附接到防尘壳体，增加光源单元和照明光学系统的可组装性。另外，通过使用在作为光源单元的最终光学构件的透镜的光轴处可以被划分成两个外壳的防尘壳体，简化了密封结构并且增加了气密性。取决于安装结构和紧固构件，照明光学系统受光学性能的影响。在本发明中，该材料是盒形的铝压铸或镁压铸，因此能够增加防尘壳体的下侧(底壳)的强度。这维持光学性能，并允许安装光源单元。
在如上所述的本发明中，照明光学系统和光源单元都被附接到防尘壳体。因此，通过移除防尘壳体的上外壳(图8所示的盖壳1132)，消除了移除照明光学系统和光源单元的步骤，改善了生产率。此外，照明光学系统和光源单元的对准通过使用设置在防尘壳体中的底表面和定位构件来执行。此时，防尘壳体由压铸制成，用于执行防尘壳体中的光源单元被附接的位置和照明光学系统被附接的位置的相应机械加工，其具有展现光学性能的充分精度。通常，由于对诸如外壳的外力而使照明光学系统变形，由于发生偏离，所以光轴的光学性能可能在光学性能方面被退化。在本发明中，通过增加防尘壳体的下外壳(图7和图8所示的底壳1131)的强度，将照明光学系统和光源单元附接到防尘壳体，因为提供不将外力直接施加到照明光学系统的结构，所以可以维持光学性能。此外，通过将光源单元的一部分夹持在防尘壳体的上外壳和下外壳的两个外壳之间，提供不将整个光源单元放置在防尘壳体中的构造，促进光源透镜和防尘壳体的最终光学构件对准。此外，最终透镜的对准精度是光源单元的最终光学构件，并且防尘壳体较高，能够管理通过压缩图6中示出的夹持部117来使用的诸如垫子的密封构件的压缩量，改善防尘性能。
此外，在本发明中，当打算将防尘壳体的上外壳(图8所示的盖壳1132)和下外壳(图7和8所示的底壳1131)夹持在诸如作为光源单元的最终光学构件的最终透镜的圆柱形的时，因为两个外壳被垂直于圆柱体中心的直线划分，所以当被夹持时能够均等地压缩垫子。此外，因为打算由垂直于光源透镜的光轴的直线划分的防尘壳体是两个外壳中的最终光学构件，所以防尘壳体的上下在平面中被划分，容易密封的步骤被减少。此外，因为匹配变成平面，所以防尘壳体的上外壳(图8所示的盖壳1132)和下外壳(图7和8所示的底壳1131)可以被容易地密封。此外，能够通过将成像单元(不包括投影透镜)和照明单元的积分器放置在防尘壳体中来减少密封构件。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
照明光学系统，所述照明光学系统将光输出到投影透镜，
光源单元，所述光源单元将光输出到所述照明光学系统，以及
防尘壳体，所述防尘壳体容纳所述照明光学系统，并且能够被划分成两个外壳，其中
所述防尘壳体包括：
第二定位构件，所述第二定位构件被设置在所述防尘壳体的外表面上，并且与所述光源单元中设置的第一定位构件嵌合，
安装座表面，所述安装座表面被设置在所述防尘壳体的所述外表面上，并且将所述光源单元拧紧，以及
夹持部，所述夹持部将所述光源单元的最终光学构件夹持在所述两个外壳之间，所述最终光学构件是在用于将光输出到所述照明光学系统的最终级中设置的构件。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中
所述防尘壳体能够在垂直于穿过所述最终光学构件的所述透镜的光轴的直线上被划分成所述两个外壳。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中
所述第一定位部和所述第二定位部的一个形状是针形，另一个形状是嵌合所述针形显示装置的形状的孔形。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的显示装置，其中
在所述夹持部处使用缓冲材料，在其他部处使用包装，将所述防尘壳体的所述两个外壳彼此组合。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的显示装置，其中
所述防尘壳体由铝压铸或镁压铸制成。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的显示装置，其中
容纳所述照明光学系统，使得从所述最终光学构件输出的光的光轴是在所述第一定位构件和所述第二定位构件被嵌合的状态下处于用于为所述照明光学系统输入光的位置。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的显示装置，其中
在不组合所述防尘壳体的所述两个外壳的状态下将所述照明光学系统容纳在所述防尘壳体的一个外壳中之后，组合所述两个外壳。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的显示装置，其中
通过在所述安装座表面中被拧紧，在所述防尘壳体的所述两个外壳不被组合的状态下的所述第一定位构件和所述第二定位构件被嵌合，所述光源单元被附接到所述防尘壳体。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的显示装置，其中
所述照明光学系统包括：
彩色滤光器，所述彩色滤光器将从所述光源单元输出的光划分成三个原色光，以及
三个液晶面板，在所述三个液晶面板中分别照射划分的三个光束。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的显示装置，其中
所述光源单元，包括：
激光光源，
磷光体，以及
多个透镜，其中
所述显示装置使用所述磷光体和所述多个透镜，将从所述激光源发射的光输出到所述照明光学系统，
所述最终光学构件是在所述多个透镜当中的被布置在到所述照明光学系统的输出的最终级中的透镜。
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