CN1658066A

CN1658066A - 投影仪系统的灯单元和显示装置

Info

Publication number: CN1658066A
Application number: CN2005100082765A
Authority: CN
Inventors: 陈连植; 郑明烈; 李尚洙
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: CN100451824C; KR20050082853A; US20050185408A1

Abstract

本发明公开了一种用于投影仪系统的灯单元以及利用这种灯单元的显示装置，其包括：灯；用于反射从灯产生的光线的反射器；以及安装在反射器开口处的防护玻璃罩，该防护玻璃罩具有阻挡光从光学系统向反射器入射的阻挡装置，所述光学系统相对于光线投射方向设置在所述光线的前部。于是，可以阻挡会升高灯的电极焊接部分的温度的向灯照射的光线，由此延长了灯的寿命。

Description

投影仪系统的灯单元和显示装置

技术领域

本发明涉及一种投影仪系统，尤其是，根据本发明的设备涉及一种用于数字光处理(DLP)或液晶显示(LCD)投影仪系统的灯单元以及利用该灯单元的显示装置。

背景技术

最近，采用数字微镜显示(DMD)板的数字光处理(DLP)投影仪或液晶显示(LCD)投影仪广泛用于宽屏图像投影系统。

图1是包括灯单元10和投影系统80的传统DMD投影仪系统的示意图。

灯单元10具有安装在反射器30内的灯20以及设置在反射器30的开口处的防护玻璃罩40，以防止在灯20破裂的情况下灯20散射出来。

光学系统80包括：用于阻挡从灯20产生的紫外线的紫外线(UV)滤光片50；用于将灯20所产生的光线分成红色、滤色和蓝色的色轮60；光隧道70，用于将灯20中产生的弧光分离，并将被分离的弧光段重新排列成基本均匀的方形的光线；DMD板82，用于反射穿过色轮60和光隧道70的光线；以及透镜92，用于将从DMD板82投射的光线转变成透射光线，并将透射光线投影到屏幕94上。

下面，将简要地描述灯单元10和显示装置的操作。

通过引线43、外部引线27和金属薄膜28向电极26施加电压，发生放电，并且该放电引起发光管22的放电空间23内温度升高，于是，放电空间23内的汞被加热，并且汞分子被激励，而在一对电极26之间的弧心处发光。

灯20内产生的光与反射器30碰撞，而向光学系统80投射，并被分成三原色，同时穿过UV滤光片50和色轮60。在光隧道70内被分成片段并形成为基本方形的光线72被照射到DMD板82，而由DVD板82反射的光线74变成穿过透镜92的透射光线76，并由此投射到屏幕94上。

在此，来自灯20的一部分光线不穿过UV滤色片50和色轮60，而是被反射而回到灯单元10。

更具体地说，从灯20产生的光线的紫外线被UV滤光片50阻挡，并作为反射光线62和63向灯单元10入射。穿过UV滤色片50但被色轮60阻挡的光线作为反射光线61进入灯单元10。

反射光线61、62和63被照射到灯单元10的发光管22和电极焊接部分29，由此发光管22和电极焊接部分29的温度升高。

但是，在由UV滤色片50反射的反射光线61、62和63中，返回的紫外线的高温造成灯20的寿命减小这个问题，这是由于紫外线照射到灯20的电极焊接部分29和发光管22。

更具体地说，由于金属薄膜28和引线27由钼形成，如果由金属薄膜28和引线27构成的电极焊接部分29的温度增大到等于或大于大约350℃的大小时，电极焊接部分29氧化，并变得非常易受高温的损坏。

发光管22的上述温度升高导致风化(efflorescence)，由此缩短灯20的寿命。电极焊接部分29的上述温度升高导致氧化，并因此损失导电性。于是，灯20不能正常工作。

在入射到灯单元10的反射器30上的光线中，这种出问题的光线是照射到电极焊接部分29和发光管22上的光线。为了克服上述缺陷，在电极焊接部分29的附近设置反射薄膜，用来反射照射到电极焊接部分29上的光线。

但是，在灯单元10的灯20的电极焊接部分29附近形成反射薄膜是非常麻烦和复杂的过程。于是，灯单元10的制造成本增加。

发明内容

本发明的示例性非限定实施例克服了上述缺点以及上面未描述的其他缺点。而且，本发明不必去克服上述缺点，而且，本发明的示例性非限定实施例不必克服上述任何问题。

本发明的一个方面是至少解决上述问题和/或缺点，并且提供至少一个如下所述的优点。于是，本发明的一个方面提供了一种灯单元以及具有这种灯单元的显示装置，该灯单元具有用来阻挡光线返回到灯单元的装置。

本发明的另一方面是提供一种显示装置，该显示装置包括一个垂直安装的UV滤光片，来提高再次入射到灯单元的光线的回射效率。

为了实现本发明的上述方面，提供了一种用于投影仪系统的灯单元，其包括：灯；用于反射从灯产生的光线的反射器；以及安装在反射器的出口处的防护玻璃罩，防护玻璃罩具有阻挡光线从光学系统入射到反射器的装置，相对于光投射方向设置在所述光线的前部。

阻挡装置基本上设置在防护玻璃罩的中心处。

阻挡装置可以与防护玻璃罩一体形成或贴附到防护玻璃罩上，并且可以通过无机粘结剂贴附到防护玻璃罩上。而且，阻挡装置可以通过打磨防护玻璃罩而形成。

为了实现本发明的另一方面，提供了一种用于投影仪系统的显示装置，包括：灯单元，该灯单元包括灯、用于反射从灯产生的光线的反射器、安装在反射器开口处的防护玻璃罩、和用于阻挡灯入射到反射器的阻挡装置；以及光学系统，该光学系统包括设置在灯单元前面的UV滤光片，以阻挡灯所产生的光线中的紫外线、用于将来自灯的光线分成红、绿和蓝(RGB)并依次将RGB颜色提供到光学引擎(optical engine)的色轮、用于将灯产生的弧光分成片段并将各片段重新排列成基本均匀的正方形的光线的光隧道、数字微镜器件(DMD)板以及透镜。UV滤光片基本垂直安装。

附图说明

本发明的上述方面和其他特征将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例而变得清楚，其中：

图1是用于传统投影仪系统的显示装置的示意图；

图2是根据本发明示例性实施例的灯单元的侧视图；

图3是图2的前视图；

图4是根据本发明示例性实施例的投影仪系统的示意图；

图5A示出根据本发明示例性实施例，UV滤光片垂直安装时的光路；以及

图5B示出图5A的UV滤光片倾斜预定角度时的光路。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

在下面的描述中，相同的附图标记即使在不同的图中也标识相同的元件。在描述中所定义的事项，如详细的结构和元件，仅仅是对全面理解本发明起辅助作用。从而，本发明显然可以在没有那些所定义的事项前提下予以实施。而且，对于公知的功能和结构来说，由于对它们的不必要的赘述将无法突出本发明，因此，对它们不加详细说明。

参照图2和3，灯单元10包括：灯20，灯20安装在反射器30内；防护玻璃罩40，该防护玻璃罩设置在反射器30的开口处，来防止灯20在破裂时散射；以及光线阻断件或阻挡装置45。

灯20包括发光管22和一对密封部分24和24′。

发光管22其中包括放电空间23，该放电空间23具有一对彼此面对的电极26。

放电空间23内的每个电极26的一端被盘卷，来降低电极26的引线端的温度。每个电极26的另一端电连接到密封部分24内的金属薄膜28上。

密封部分24包括连接到电极26上的金属薄膜28和从发光管22伸出的玻璃部分25。放电空间23在发光管22内的气密性可以通过密封金属薄膜28和玻璃部分25来予以实现。

密封部分24内的金属薄膜28通过焊接与电极26相连接，并在与电极26相连接的那端相对的另一端处具有外引线27。外引线27通过焊接连接到金属薄膜28，并且连接点为电极焊接部分29。

反射器30反射从灯20产生的光线。灯20的密封部分24设置在反射器30中的形成防护玻璃罩40所处的前部开口处，而灯20的另一密封部分24′固定到反射器30处。

接口15安装在灯20的另一密封部分24′处，并且从密封部分24′伸出的外引线与接口15电连接。安装接口15的密封部分24′和反射器30由粘结剂连接。

设置在反射器30的前部开口上的密封部分24的外引线27电连接到引线43。引线43从外引线27通过反射器30的引线开口(未示出)伸出直到反射器30的外侧。

防护玻璃罩40安装在反射器30的前部开口处，来防止灯20破裂时灯20散射出来。

防护玻璃罩40设置有阻挡装置45。

如图2和3所示，阻挡装置45设置在防护玻璃罩40的中心。照射向灯单元10的光线被照射到电极焊接部分29和发光管22，由此升高灯20的温度，并于是缩短灯20的寿命。因此，用于阻挡照射向电极焊接部分29和发光管22的光线的阻挡装置45最优选地但非必要地设置在防护玻璃罩40的中心，原因将在下面说明。

阻挡装置45可以与防护玻璃罩40一体形成，或贴附到防护玻璃罩40上。也可以采用各种其他方法。

照射向灯单元10并穿过防护玻璃罩40的光线被直接照射到灯20上，或通过反射器30照射到灯20上，因此，阻挡装置45可以不同的结构构成，只要它通过反射、漫射或散射阻挡照射向防护玻璃罩40的光线即可。

阻挡装置45可以设置有反射性或射线透过性高于防护玻璃罩40的材料。例如，阻挡装置45可以通过在防护玻璃罩40上涂敷铝而形成。另外，可以在防护玻璃罩40上贴附诸如水泥的无机粘结剂。由于用特定材料贴附的阻挡装置45比防护玻璃罩40的密度更高，因此，它可以有效地阻挡照射向防护玻璃罩40的光线。

另外，阻挡装置45可以直接设置到防护玻璃罩40上来提高反射性或射线透过性。例如，防护玻璃罩40的中心可以通过喷砂处理。喷砂是指用砂子或非常细的石子来摩擦金属或玻璃的表面，以平整该表面的工艺。通过喷砂防护玻璃罩40的中心，阻挡装置的密度变得高于防护玻璃罩的密度。于是，阻挡装置的反射性得以提高。

如上所述，从灯20产生的光线由光学系统80反射，并返回到灯单元10，在此，阻挡装置45阻挡照射向灯20的电极焊接部分29以及发光管22的光线。结果，可以抑制灯20的电极焊接部分29和发光管22的温度升高。

具有上述结构的灯单元10用作投影仪系统的光源，如图4所示。图4示出单芯片数字光处理(DLP)投影仪的显示装置，该显示装置包括灯单元10和光学系统80。

光学系统80包括紫外线(UV)滤光片50、色轮60和光学引擎(未示出)。

相对于灯单元10的投射方向，UV滤光片50设置在灯单元10的前面，来阻挡从灯20发出的光线中的紫外线。

色轮60将灯20中产生并穿过UV滤光片的光线分成红、铝和蓝(RGB)，并将RGB色光依次提供到光学引擎。

光学引擎(未示出)将穿过色轮60的光线投射到屏幕94，并为此目的包括隧道70、DMD板82和透镜92。

光隧道70包括聚光透镜(未示出)。光隧道70将穿过色轮60的弧光分成片段，并将弧光片段重新排列成大致正方形的光线。

DMD板82反射穿过色轮60和光隧道70的光线，并且透镜92将从DMD板82提供的光线转变成透射光线76，并将透射光线76投影到屏幕94。

换句话说，在灯20处产生的光线穿过UV滤光片和色轮60的RGB颜色之一，然后，光线穿过具有聚光透镜(未示出)的光隧道70，投射到DMD板82上，并通过透镜92投影到屏幕上。

在单芯片DLP投影仪中，DMD板82的DMD(未示出)通过从每秒几千次到每秒几万次地反复开和关来快速重叠穿过色轮60的各种RGB色光。于是，由于余象效应而各种颜色就像在一个图像中。为了清楚起见，省略了对色轮60和DMD板82的工作原理的描述。

在灯20所产生的光线中，未透过UV滤光片50和色轮60的光线，如紫外线55′，入射回到灯单元10上。

这将在下面参照图5A和5B来描述。

图5A示出根据本发明实施例UV滤光片50垂直安装时的光路，而图5B示出图5A的UV滤光片倾斜预定角度时的光路。

参照图5A，在灯20处产生的光线55、56和57由反射器30反射并向光学系统投射。光线55、56和57以不同的角度由具有预定曲率的反射器30反射，并由光隧道70的聚光透镜(未示出)会聚。

UV滤光片50不会透射灯20处产生的包括紫外线在内的所有光线，而是反射一定量的光线。根据反射原理，被反射的光线55′、56′和57′以与入射角相同的角度反射回灯单元10。

但是，被反射的光线55′、56′和57′会聚到灯单元10的玻璃防护罩40的中心，并因此被形成在玻璃防护罩40中心的阻挡装置45所阻挡。

参照图5B，当UV滤光片50倾斜时，根据反射原理，被反射的光线55′、56′和57′会聚到偏离防护玻璃罩40中心的一点处。会聚的被反射光线55′、56′和57′由反射器30(图1)照射到灯20的发光管22和电极焊接部分29，如图1所示，由此升高了发光管22和电极焊接部分29的温度。

因此，优选的是，如图5A所示，为了实现形成在防护玻璃罩40中心处的阻挡装置45的效果，UV滤光片50基本上垂直安装。

在入射到灯单元10的光线中的出问题的光线是高温的紫外线，该紫外线被UV滤光片50阻挡并从UV滤光片50返回，这是因为紫外线照射到灯20的电极焊接部分29和发光管22上，由此会缩短灯20的寿命。

透过UV滤光片50的光线58然后被透射过色轮60。不能透射过色轮60的光线58的一部分在此作为被反射光线58′被再入射到灯单元10的玻璃防护罩40的中心(见图4)。

如上所述，由于阻挡装置45，灯20的发光管22和电极焊接部分29可以免受入射到灯单元10的光线，如被反射光线55′、56和58″的影响。于是，可以阻止发光管22和电极焊接部分29的温度升高，并因此可以延长灯20的寿命。

再参照图4，具有阻挡装置45的上述结构不局限于只应用在单芯片DLP投影仪中，而是可以应用到使用三个DMD板的三芯片DLP投影仪中。

如从上面的描述可以理解到的，通过为防护玻璃罩40提供阻挡装置45，可以阻挡入射到灯单元10的光线，由此延长灯单元10的寿命。此外，由于阻挡装置45可以利用简单的结构予以安装，因此，可以节省制造成本。

虽然已经参照本发明的特定示例性实施例图示并描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解到在不背离如所附权利要求书限定的本发明的精髓和范围前提下可以对本发明在形式和细节上作出各种修改。

Claims

1.一种用于投影仪系统的灯单元，包括：

灯；

用于反射从灯产生的光线的反射器；以及

安装在反射器开口处的防护玻璃罩，

该防护玻璃罩具有用来阻挡从光学系统入射向反射器的光线的装置，其相对于光线透射方向设置在所述光线的前部。

2.如权利要求1所述的灯单元，其中，阻挡装置基本上设置在防护玻璃罩的中心。

3.如权利要求1所述的灯单元，其中，阻挡装置是与防护玻璃罩一体形成的和贴附到防护玻璃罩上的其中的一种。

4.如权利要求1所述的灯单元，其中，阻挡装置是通过涂敷铝而形成。

5.如权利要求1所述的灯单元，其中，阻挡装置是通过对防护玻璃罩喷砂而形成。

6.如权利要求1所述的灯单元，其中，阻挡装置由无机粘结剂贴附在防护玻璃罩上。

7.一种用于投影仪的显示装置，包括：

灯单元，该灯单元包括灯、用于反射从灯产生的光线的反射器、安装在反射器开口处的防护玻璃罩、和用于阻挡光线入射到反射器上的阻挡装置；以及

光学系统，该光学系统包括：设置在灯单元前面的UV滤光片，以阻挡灯产生的光线中的紫外线；色轮，用于将来自灯的光线分成红、绿和蓝(RGB)并依次提供RGB色光；以及光学引擎，用于将穿过色轮的光线投影到屏幕。

8.如权利要求7所述的显示装置，其中，UV滤色片基本上垂直安装。

9.如权利要求7所述的显示装置，其中，光学引擎包括：光隧道，用于将灯产生的弧光分离成片段并将各片段重新排列成基本均匀的方形的光线；数字微镜器件(DMD)板，用于反射穿过色轮和光隧道的光线；以及透镜，用于将从DMD板反射的光线转变成透射光，并将透射光投影到屏幕上。

10.一种用于投影仪系统的灯单元，包括：

灯；

反射器，用于反射从灯产生的光线；以及

防护玻璃罩，该防护玻璃罩安装在反射器的开口处，

防护玻璃罩具有光线阻断件，该光线阻断件阻挡光线从光学系统入射到反射器，其相对于光投射方向设置在所述光线的前面。

11.如权利要求10所述的灯单元，其中，光阻断件基本上设置于防护玻璃罩的中心。

12.如权利要求10所述的灯单元，其中，光阻断件是与防护玻璃罩一体形成或贴附到防护玻璃罩上的其中的一种。

13.如权利要求10所述的灯单元，其中，光阻断件是通过涂敷铝而形成的。

14.如权利要求10所述的灯单元，其中，光阻断件是通过对防护玻璃罩喷砂而形成的。

15.如权利要求10所述的灯单元，其中，光阻断件由无机粘结剂贴附到防护玻璃罩上。