CN206930885U - 带防尘功能的光学单元及投影仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带防尘功能的光学单元及投影仪，能够获得足够的防尘效果。光学单元具有：图像形成器件(2)；镜头固定架(4)，供投影镜头(3)接合；盒体(10)，容纳图像形成器件(2)以及镜头固定架(4)；以及两端开口的筒状的弹性构件(5)。盒体(10)在与镜头固定架(4)相对的侧面(10a)具备开口部(10b)。弹性构件(5)的一方的开口端(5a)与开口部(10b)接合，另一方的开口端(5b)与镜头固定架(4)接合。开口端(5a)与开口部(10b)的接合部具备迷宫式密封结构。迷宫式密封结构具有以围绕开口部(10b)的方式形成的槽部(10c)和嵌合于槽部(10c)的凸部(5c)。

Description

带防尘功能的光学单元及投影仪

技术领域

本实用新型涉及一种带防尘功能的光学单元及投影仪。

背景技术

投影仪具有：光源；图像形成器件，对来自光源的光束进行调制而形成图像；以及投影镜头，对形成于图像形成器件上的图像进行投影。图像形成器件例如是DMD(数字反射镜器件)、液晶面板等。在光源与图像形成器件之间的光路、图像形成器件与投影镜头之间的光路适当地配置有反射镜、透镜、棱镜等光学部件。在这样的投影仪中，如果在图像形成器件、光学部件附着有粉尘、灰尘，则存在导致亮度降低、画质劣化的情况。

因此，提出将图像形成器件等容纳在防尘壳体内的带防尘功能的投影仪(参照专利文献1)。在防尘壳体内容纳有供投影镜头接合的镜头固定架。防尘壳体在与镜头固定架相对的侧面具备开口部。经由该开口部，能够使投影镜头接合到防尘壳体内的镜头固定架。

在防尘壳体的开口部与镜头固定架之间设置有两端开口的筒状的密封构件。密封构件的一方的开口端固定于防尘壳体的开口部，另一方的开口端固定于镜头固定架。

固定密封构件的开口端时多使用环状的带。例如，在防尘壳体的开口部以围绕开口的方式形成有侧壁，并通过该侧壁与带来夹住密封构件的开口端。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-133609号公报

实用新型内容

但是，在利用环状的带来固定密封构件的开口端的结构中，存在由于开口形状而无法获得足够的防尘效果的情况。例如，在开口为四角形这样的具备直线部分的形状的情况下，通常侧壁也具有直线部分。在侧壁的直线部分处，利用带将密封构件的开口端压靠于侧壁的压力降低，其结果是，无法获得足够的防尘效果。

本实用新型的目的在于提供一种能够获得足够的防尘效果的带防尘功能的光学单元及投影仪。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方式，提供一种带防尘功能的光学单元，具有：图像形成器件，形成图像；镜头固定架，供对所述图像进行投影的投影镜头接合；盒体，容纳所述图像形成器件以及镜头固定架；以及两端开口的筒状的弹性构件，所述盒体在与所述镜头固定架相对的侧面具备第一开口部，所述弹性构件的两端的开口中的一方的开口端与所述第一开口部接合，另一方的开口端与所述镜头固定架接合，所述一方的开口端与所述第一开口部的接合部具备迷宫式密封结构，该迷宫式密封结构具有以围绕所述第一开口部的方式形成的第一槽部和嵌合于该第一槽部的第一凸部。

根据本实用新型的另一个方式，提供一种投影仪，具有：上述带防尘功能的光学单元；以及投影镜头，对所述图像形成器件所形成的图像进行投影，所述投影镜头接合于所述光学单元的所述镜头固定架。

根据本实用新型，能够提供一种与开口形状无关且能够获得防尘效果的带防尘功能的光学单元。

附图说明

图1A是表示基于本实用新型的一实施方式的带防尘功能的光学单元的主要部分的结构的示意图。

图1B是图1所示的光学单元的密封部分的主视图。

图2是基于本实用新型的第二实施方式的光学单元的主要部分的分解立体图。

图3是表示图2所示的光学单元的密封部的示意图。

图4是示意性地表示导电布固定用组件的立体图。

图5是导电布固定用组件的分解立体图。

图6是表示第一防止偏移结构的示意图。

图7是表示第二防止偏移结构的示意图。

图8是表示第三防止偏移结构的示意图。

图9是表示本实用新型的投影仪的一实施方式的框图。

标号说明

1：光学单元；

2：图像形成器件；

3：投影镜头；

4：镜头固定架；

5：弹性构件；

5a、5b：开口端；

5c：凸部；

10：盒体；

10b：开口部；

10c：槽部。

具体实施方式

接着，参照附图说明本实用新型的实施方式。

(第一实施方式)

图1A是表示基于本实用新型的一实施方式的带防尘功能的光学单元的主要部分的结构的示意图。图1B是光学单元的密封部分的主视图。

参照图1A及图1B，光学单元1具有图像形成器件2、供投影镜头3接合的镜头固定架4、容纳图像形成器件1以及镜头固定架4的盒体10以及两端开口的筒状的弹性构件5。图像形成器件2在空间上对来自未图示的光源的光进行调制而形成图像。作为图像形成器件2，能够使用DMD、液晶面板等显示元件。虽然在图1中未示出，在盒体10的内部适当地配置有光源、反射镜、透镜、棱镜等光学部件。另外，图像形成器件2仅示出一个，但是也可以将图像形成器件2设置两个以上。

盒体10在与镜头固定架4相对的侧面10a具备开口部10b。开口部10b具备带圆角的四角形状(圆角四角形状)的开口。弹性构件5的两端的开口中的一方的开口端5a与开口部10b接合，另一方的开口端5b与镜头固定架4接合。开口端5a的开口形状是与开口部10b的开口形状相同的形状，开口端5b的开口形状与镜头固定架4的镜头支撑部分的外形形状相同。

开口端5a与开口部10b的接合部具有迷宫式密封结构。迷宫式密封结构具有以围绕开口部10b的方式形成的槽部10c和嵌合于槽部10c的凸部5c。弹性构件5在开口端5a具备与盒体10的侧面10a抵接的环状的抵接面，在该抵接面形成有凸部5c。槽部10c形成于盒体10的侧面10a。在使凸部5c嵌合于槽部10c的状态下，按压构件6将开口端5a固定于开口部10b。关于按压构件6的固定，能够使用螺钉等固定方法。

此外，也可以是，凸部5c形成于盒体10的侧面10a，槽部10c形成于弹性构件5的抵接面。另外，槽部10c和凸部5c的数量分别被设为一个，但是并不限定于此。也可以将槽部10c和凸部5c分别设置为两个以上。

开口端5b与镜头固定架4的接合部可以是迷宫式密封结构，也可以是使用了环状的带的结构。由于镜头固定架4的接合部分的外形为圆形，因此即使使用了环状的带，也能够获得足够的防尘效果。

镜头固定架4也可以构成为能够沿投影镜头3的光轴方向以及与光轴方向正交的方向移动。例如，镜头固定架4也可以固定于能够沿彼此正交的3个轴(XYZ)的方向移动的工作台上。

根据本实施方式的光学单元1，起到以下这样的作用效果。

在本实施方式中，即使在槽部10c的直线的部分也能够使槽部10c与凸部5c切实地嵌合，能够获得足够的防尘效果。

在不使用迷宫式密封结构而使用环状的带将弹性构件5的开口端5a固定于盒体10的开口部10b的情况下，通常，以沿开口部10b的边缘围绕开口的方式设置侧壁。通过将该侧壁嵌入弹性构件5的开口端5a并以环状的带和侧壁夹住开口端5a，开口端5a被固定于开口部10b。在使用了这样的环状的带的固定结构中，存在由于开口部10b的开口形状而无法获得足够的防尘效果的情况。例如，在开口为四角形这样的具有直线部分的形状的情况下，通常侧壁也具有直线的部分。在侧壁的直线部分处，利用带将弹性构件5的开口端5a压靠到侧壁的压力降低，因此无法获得足够的防尘效果。

此外，通过将侧壁形成为圆形，能够在整周上以均匀的压力将开口端5a压靠到侧壁。但是，由于在该情况下侧壁的外形(圆形)较大，因此需要增大弹性构件5的开口端5a，其结果是，弹性构件5大型化，成本增加。

与此相对地，在本实施方式中，通过使用迷宫式密封结构，能够与开口形状无关地在开口部10b的整周上获得足够的防尘效果。

此外，通过将凸部5c嵌入槽部10c，能够精确地进行弹性构件5的开口端5a相对于盒体10的开口部10b的定位。在使用了环状的带的固定结构中，进行这样的定位是困难的。

(第二实施方式)

图2是基于本实用新型的第二实施方式的光学单元的主要部分的分解立体图。图3是表示光学单元的密封部的示意图。分图(a)是沿光轴剖切光学单元的密封部分而得到的剖切部分的立体图，分图(b)是该剖切部分的局部放大图。

参照图2以及图3，光学单元具有由上壳体20-1以及下壳体20-2构成的盒体20。盒体20容纳供投影镜头接合的镜头固定架14，并在与镜头固定架14相对的侧面20a具备开口部20b。开口部20b具备带圆角的四角形状的开口。此外，虽然未图示，在盒体20内适当地配置有如在第一实施方式中说明的那样的光源、图像形成器件、反射镜、透镜以及棱镜等。

作为镜头固定架14与盒体20的开口部20b之间的密封构件，设置有两端开口的作为弹性构件的橡胶套15。橡胶套15的两端的开口中的一方的开口端15a与开口部20b接合，另一方的开口端15b与镜头固定架14接合。开口端15a的开口形状与开口部20b的开口形状相同。

镜头固定架14构成为能够沿投影镜头的光轴方向以及与光轴方向正交的方向移动，具体地说，能够沿彼此正交的3轴(XYZ)方向移动。镜头固定架14具有支撑投影镜头的接合面的圆形状的支撑部14a和以围绕支撑部14a的外周的方式形成的圆环状的侧壁14b。在侧壁14b嵌入橡胶套15的开口端15b的状态下，固定用带11-1、11-2将开口端15b固定于侧壁14b。通过固定用带11-1和上壳体20-1侧的侧壁14b来夹住开口端15b的上侧的部分，通过固定用带11-2和下壳体20-2侧的侧壁14b来夹住开口端15b的下侧的部分。固定用带11-1、11-2例如能够使用橡胶、树脂等，但是并不限定于此。

橡胶套15的开口端15a具备与盒体20的侧面20a抵接的环状的抵接面，在该抵接面形成有凸部15c。在侧面20a的形成有开口部20b的部分形成有环状的槽部20c。在使凸部15c嵌合于槽部20c的状态下，利用按压金属板16将开口端15a固定于开口部20b。在按压金属板16设置有贯通孔，经由该贯通孔将螺钉16a拧入到在侧面20a设置的螺孔，从而固定按压金属板16。使用了螺钉16a的固定部设置有多个。由凸部15c和槽部20c构成的部分是迷宫式密封结构的部分。此外，槽部20c和凸部15c的数量分别被设为一个，但是并不限定于此。也可以分别将槽部20c和凸部15c设为两个以上。

在本实施方式中，也能够通过设置于镜头固定架14与盒体20的开口部20b之间的橡胶套15获得与第一实施方式相同的防尘效果。

另外，在本实施方式中，除了上述防尘效果以外，为了防止EMI(Electro-MagneticInterference，电磁干扰)而设置有两端开口的具有导电性的筒状的导电布17。

在包括盒体20的投影仪内部容纳有基板等噪声源。噪声源例如是用于使图像形成器件形成图像的控制基板、信号处理基板。投影仪的外壁由金属构成，但是在投影镜头的周围形成有开口，因此来自噪声源的放射噪声(电磁波等)从投影镜头周围的开口朝向外部漏出。导电布17抑制放射噪声从该开口部向外部漏出。

在镜头固定架14的保持部14a与侧壁14b之间形成有环状的凹部14c。导电布17的两端的开口中的一方的开口端17a经由固定构件18固定于凹部14c。

图4是示意性地表示包括导电布17以及固定构件18在内的导电布固定用组件的立体图。图5是导电布固定用组件的分解立体图。

如图4以及图5所示，固定构件18具有作为支撑构件的固定用配件和环状的按压构件。固定用配件具备环状的支撑面18a和在支撑面18a的外周部沿周向形成的多个支撑板18b。支撑板18b以形成环状的多边形侧壁的方式配置，在各支撑板18b形成有孔18c。

按压构件具有按压配件18d、18e。在按压配件18d、18e形成有与支撑板18b的孔18c对应的爪18f。按压配件18d、18e的彼此的一方的端部之间连结，彼此的另一方的端部之间被螺钉18g固定，从而构成一个环状的多边形配件。由这些按压配件18d、18e构成的环状的多边形配件的形状与由多个支撑板18b构成的环状的多边形侧壁的形状大致一致。

利用环状的多边形配件与环状的多边形侧壁夹住导电布17的开口端17a。通过在按压配件18d、18e的爪18f与分别对应的支撑板18b的孔18c之间夹入导电布17而进行导电布17的固定。

在支撑面18a形成有多个固定用的贯通孔18h，经由这些贯通孔18h将螺钉18i拧入到在镜头固定架14的凹部14c设置的螺孔，从而将固定构件18固定。

导电布17的另一方的开口端17b固定于容纳盒体20的未图示的机壳的开口部。机壳的开口部形成于与盒体20的开口部20b相对的侧面。将开口端17b固定于机壳的开口部的方法并没有特别限定。能够使用利用带或固定配件等进行固定的方法。例如，在开口端17b以预定的间隔形成多个切缝，通过这些切缝来形成多个扇形的固定面。通过固定配件将这些固定面固定于形成有开口部的侧面。

根据实施方式的光学单元，除了在第一实施方式中说明的效果以外，还能够通过导电布17防止放射噪声向外部漏出。

此外，在将橡胶套15与导电布17固定于同一镜头固定架14的形态下，将橡胶套15的开口端15b固定于侧壁14b的外周面，并将导电布17的开口端17a固定于与侧壁14b相邻的凹部14c。根据该结构，能够实现小型化。

(其他实施方式)

本其他实施方式的光学单元为与上述第二实施方式相同的结构，但是具备防止偏移结构。盒体20由上壳体20-1和下壳体20-2构成。上壳体20-1和下壳体20-2均使用模具来形成。但是，由于模具形成的精度并不高，因此在上壳体20-1与下壳体20-2的接合部分，特别是在开口部20b的上下的接合部分产生彼此正交的XYZ轴方向上的偏移，其结果是，存在防尘效果降低的情况。本其他实施方式的光学单元具备用于抑制XYZ轴方向上的偏移的第一防止偏移结构～第三防止偏移结构。

图6是表示第一防止偏移结构的示意图。如图6所示，第一防止偏移结构具有螺钉固定部31a、31b。开口部20b具有上壳体20-1侧的第一框部30a和下壳体20-2侧的第二框部30b。第一框部30a以及第二框部30b均为コ字状的形状，一方的端部彼此接合，另一方的端部彼此接合。

螺钉固定部31a设置于第一框部30a以及第二框部30b的一方的端部彼此的接合部32a附近。螺钉固定部31b设置于第一框部30a以及第二框部30b的另一方的端部彼此的接合部32b附近。螺钉固定部31a以及螺钉固定部31b在接合部32a、32b的附近固定上壳体20-1以及下壳体20-2，从而能够抑制Z轴方向(上下方向)上的偏移。

图7是表示第二防止偏移结构的示意图。分图(a)是盒体的开口部的示意图，分图(b)是开口部的接合部的放大图。

如图7所示，第二防止偏移结构具有嵌套结构33a、33b。嵌套结构33a形成于接合部32a，嵌套结构33b形成于接合部32b。

在接合部32a中，嵌套结构33a具有形成于上壳体20-1侧的端部的L字状的承接部34a和形成于下壳体20-2侧的端部的I字状的突出部34b。通过以突出部34b嵌入承接部34a的方式进行接合而形成嵌套结构33a。承接部34a抑制突出部34b向着朝向外侧的方向移动。

在接合部32b中，嵌套结构33b也具有与嵌套结构33a相同的结构(承接部34a以及突出部34b)。通过以突出部34b嵌入承接部34a的方式进行接合而形成嵌套结构33b。承接部34a抑制突出部34b向着朝向外侧的方向移动。

通过嵌套结构33a、33b能够抑制X轴方向上的偏移。

图8是表示第三防止偏移结构的示意图。如图6～图8所示，第三防止偏移结构具有嵌合部34、35。嵌合部34与接合部32a相邻地设置，并具有L字状的承接部34a和角部34b。通过以角部34b嵌入承接部34的方式进行接合，能够抑制Y轴方向上的偏移。嵌合部35也是与嵌合部34相同的结构，能够抑制Y轴方向上的偏移。

(投影仪)

本实用新型的投影仪具有上述实施方式中的任一项所记载的带防尘功能的光学单元和对图像形成器件所形成的图像进行投影的投影镜头。投影镜头接合于光学单元的镜头固定架。

图9是表示本实用新型的投影仪的一实施方式的框图。

投影型显示装置1100具有光源1101、光学引擎部1102、图像形成单元1103以及投影镜头(投影光学系统)1104。图像形成单元1103具备根据图像信号对光进行调制的显示器件1105～1107，并具有基于从光学引擎部1102射出的光来形成图像的功能。在本实施方式中，作为显示器件1105～1107，使用作为反射型显示元件的数字微镜器件(DMD)。进而，在本实施方式中，图像形成单元1103具备与红色光、绿色光以及蓝色光对应的3个显示器件1105～1107。投影镜头1104具有将从图像形成单元1103射出的光投影到屏幕1109等并显示为图像的功能。

也可以对图像形成单元1103应用上述带防尘功能的光学单元的结构。另外，也可以对包括图像形成单元1103和光学引擎部1102或者包括图像形成单元1103、光学引擎部1102以及光源1101的部分应用上述带防尘功能的光学单元的结构。

另外，投影型显示装置1100也可以具备用于冷却图像形成单元的DMD的冷却装置。

本申请主张以在2016年8月30日提出申请的日本申请特愿2016-167907号为基础的优先权，并在此引用该公开的全部内容。

Claims (11)

1.一种带防尘功能的光学单元，其特征在于，具有：

图像形成器件，形成图像；

镜头固定架，供对所述图像进行投影的投影镜头接合；

盒体，容纳所述图像形成器件以及镜头固定架；以及

两端开口的筒状的弹性构件，

所述盒体在与所述镜头固定架相对的侧面具备第一开口部，

所述弹性构件的两端的开口中的一方的开口端与所述第一开口部接合，另一方的开口端与所述镜头固定架接合，

所述一方的开口端与所述第一开口部的接合部具备迷宫式密封结构，该迷宫式密封结构具有以围绕所述第一开口部的方式形成的第一槽部和嵌合于该第一槽部的第一凸部。

2.根据权利要求1所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述弹性构件在所述一方的开口端具备与所述盒体的所述侧面抵接的环状的第一抵接面，

所述第一槽部形成于所述侧面，所述第一凸部形成于所述第一抵接面。

3.根据权利要求2所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述镜头固定架具有：

圆形状的支撑部，支撑所述投影镜头的接合面；以及

侧壁，以围绕所述支撑部的外周的方式形成，

所述带防尘功能的光学单元还具有将所述弹性构件的所述另一方的开口端固定于所述侧壁的第一固定构件。

4.根据权利要求3所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述第一固定构件具有环状的固定带，在将所述侧壁嵌入所述弹性构件的所述另一方的开口端的状态下，所述固定带在与所述侧壁之间夹入所述另一方的开口端。

5.根据权利要求3所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述第一固定构件具备迷宫式密封结构，该迷宫式密封结构具有以围绕所述侧壁的方式形成的第二槽部和嵌合于该第二槽部的第二凸部。

6.根据权利要求5所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述弹性构件在所述另一方的开口端具备与所述侧壁抵接的环状的第二抵接面，

所述第二槽部形成于所述侧壁，所述第二凸部形成于所述第二抵接面。

7.根据权利要求3～6中的任一项所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述带防尘功能的光学单元还具有：

机壳，容纳所述盒体；以及

两端开口的具有导电性的筒状的导电布，

所述机壳在与所述盒体的所述第一开口部相对的侧面具备第二开口部，

所述导电布的两端的开口中的一方的开口端与所述第二开口部接合，另一方的开口端与所述镜头固定架接合。

8.根据权利要求7所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述镜头固定架还具有在所述支撑部与所述侧壁之间沿所述支撑部的外周形成的凹部，

所述带防尘功能的光学单元还具有将所述导电布的所述另一方的开口端固定于所述凹部的第二固定构件。

9.根据权利要求8所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述第二固定构件具有：

支撑构件，具备环状的支撑面和在该支撑面的外周部沿周向形成的多个支撑板，所述多个支撑板呈多边形状配置，在各支撑板分别形成有孔；以及

环状的按压配件，具备与所述各支撑板的孔对应的多个爪，

所述支撑面固定于所述凹部，

在所述多个支撑板与环状的按压配件之间夹入所述导电布的所述另一方的开口端的状态下，所述多个爪插入所述各支撑板的孔。

10.根据权利要求1～6中的任一项所述的带防尘功能的光学单元，其特征在于，

所述镜头固定架构成为能够沿所述投影镜头的光轴方向以及与该光轴方向交叉的方向移动。

11.一种投影仪，其特征在于，具有：

权利要求1～6中的任一项所述的带防尘功能的光学单元；以及

投影镜头，对所述图像形成器件所形成的图像进行投影，

所述投影镜头接合于所述光学单元的所述镜头固定架。