色輪模組及投影裝置制造方法
【專利摘要】一種色輪模組及投影裝置，該色輪模組包括一色輪、一罩體以及一迂回流道。罩體遮蔽色輪。迂回流道與罩體相連通，并具有一氣流入口以及一氣流出口。轉(zhuǎn)動(dòng)中的色輪能驅(qū)動(dòng)氣流從氣流入口進(jìn)入迂回流道，流過(guò)色輪，再自氣流出口排出。
【專利說(shuō)明】色輪模組及投影裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種濾光元件與投影裝置，且特別是有關(guān)于一種色輪模組及采用色輪模組的投影裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字光源處理(digital light processing,簡(jiǎn)稱DLP)投影裝置的工作原理是將光源所發(fā)出來(lái)的照明光束，經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的色輪(color wheel)將照明光束過(guò)濾成紅、綠、藍(lán)(R、G、B)三種顏色后傳遞到光閥以轉(zhuǎn)換成影像光束，再通過(guò)投影鏡頭將影像光束投影在屏幕上形成畫面。通過(guò)光閥上的微鏡片不斷地變化角度，并配合高速旋轉(zhuǎn)的色輪，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，一個(gè)圖素(pixel)就可以展現(xiàn)出不同的色彩變化。
[0003]一般而言，色輪是由不同的分色濾光片及轉(zhuǎn)動(dòng)件(例如馬達(dá)的轉(zhuǎn)子)所組成。此外，為了使光閥上的微鏡片的開關(guān)狀態(tài)與色輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可以相互配合，通常會(huì)在色輪模組的轉(zhuǎn)動(dòng)件上配置一個(gè)位置指標(biāo)(index mark),并通過(guò)光感應(yīng)器來(lái)感測(cè)位置指標(biāo)的位置以獲得色輪的位置或照明光束所穿過(guò)的色輪區(qū)域?yàn)楹?，以便投影出所需顏色的影像?br> [0004]然而，若色輪及光感應(yīng)器處于開放式環(huán)境下時(shí)，將可能導(dǎo)致粉塵極易堆積于色輪及光感應(yīng)器上，進(jìn)而造成照明光束亮度衰落過(guò)快，并影響投影裝置的正常運(yùn)作。此外，若色輪溫度過(guò)高，則可能會(huì)造成馬達(dá)過(guò)熱或是色輪片間的黏合膠融化，亦會(huì)造成投影裝置無(wú)法正常運(yùn)作。
[0005]美國(guó)專利第6755554號(hào)揭露了一種固定于色輪本體且由色輪蓋體所覆蓋的色輪。中國(guó)實(shí)用新型專利第201562114U號(hào)揭露了一種包括光源裝置、色輪以及第一散熱模組的投影機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種色輪模組，其具有良好的可靠度。
[0007]本發(fā)明提供一種投影裝置，其具有良好的可靠度。
[0008]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。
[0009]為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種色輪模組包括一色輪、一罩體以及一迂回流道。罩體遮蔽色輪。迂回流道與罩體相連通，并具有一氣流入口以及一氣流出口。色輪用于驅(qū)動(dòng)氣流，氣流從氣流入口進(jìn)入迂回流道，流過(guò)色輪，再自氣流出口排出。
[0010]本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種投影裝置包括一光源、前述的色輪模組、一光閥以及一投影鏡頭。光源用于發(fā)出一照明光束。色輪模組的色輪配置于照明光束的傳遞路徑上。光閥配置于照明光束的傳遞路徑上，以將照明光束轉(zhuǎn)換為一影像光束。投影鏡頭，配置于影像光束的傳遞路徑上，以投射出影像光束。
[0011]基于上述，本發(fā)明的上述實(shí)施例可達(dá)到下列優(yōu)點(diǎn)或功效的至少其中之一。本發(fā)明的上述實(shí)施例可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)中的色輪來(lái)驅(qū)動(dòng)氣流在迂回流道中蜿蜒前進(jìn)，使粉塵不易通過(guò)，因而降低粉塵沾附在色輪上的可能性以達(dá)到防塵效果。此外，本發(fā)明的上述實(shí)施例亦可通過(guò)氣流的流動(dòng)達(dá)到散熱的效果，進(jìn)而具有良好的可靠度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0013]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的一種投影裝置的方塊圖。
[0014]圖2A是圖1的色輪模組的分解示意圖。
[0015]圖2B是圖2A的色輪模組的立體示意圖。
[0016]圖2C是圖2A的色輪模組的前視示意圖。
[0017]圖2D是圖2A的迂回流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2E是圖2A的迂回流道的粉塵堆積情況示意圖。
[0019]圖3A是本發(fā)明另一實(shí)施例的一種迂回流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3B是本發(fā)明再一實(shí)施例的一種迂回流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的色輪模組的前視示意圖。
[0022]圖5A是本發(fā)明一實(shí)施例的一種色輪模組應(yīng)用于投影裝置底座于一視角的分解圖。
[0023]圖5B是圖5A的色輪模組組裝于投影裝置底座的立體圖。
[0024]圖5C是圖5A的色輪模組與投影裝置底座于另一視角的分解圖。
[0025]圖是圖5B的色輪模組與投影裝置底座于另一視角的立體圖。
[0026]符號(hào)說(shuō)明
[0027]60:照明光束
[0028]70:影像光束
[0029]100:投影裝置
[0030]110:光源
[0031]120:積分柱
[0032]130:光閥
[0033]140:投影鏡頭
[0034]150:底座
[0035]200,400,500:色輪模組
[0036]210、510:色輪
[0037]220:罩體
[0038]230:馬達(dá)
[0039]231:轉(zhuǎn)子
[0040]240:位置指標(biāo)
[0041]250、550:光感應(yīng)器
[0042]260,360a,360b:迂回流道
[0043]470:散熱鰭片
[0044]480:風(fēng)扇
[0045]520:蓋體
[0046]562:壁板
[0047]590、592、594:固定件
[0048]AF:氣流
[0049]DU:粉塵
[0050]EN:氣流入口
[0051]ET:氣流出口
[0052]G:重力方向

【具體實(shí)施方式】
[0053]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚地呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本發(fā)明。
[0054]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的一種投影裝置的方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的投影裝置100包括一光源110、一色輪模組200、一積分柱120、一光閥130以及一投影鏡頭140。具體而言，如圖1所示，在本實(shí)施例中，光源110用于發(fā)出一照明光束60，色輪模組200及積分柱120皆配置于照明光束60的傳遞路徑上。此外,光閥130亦配置于照明光束60的傳遞路徑上，以將照明光束60轉(zhuǎn)換為一影像光束70。投影鏡頭140配置于影像光束70的傳遞路徑上，以投射出影像光束70。
[0055]更詳細(xì)而言，色輪模組200將光源110所發(fā)出的白色的照明光束60依序轉(zhuǎn)換成多種不同顏色(例如R、G、B)的照明光束60，而積分柱120可使這些不同顏色的照明光束60均勻化。之后，再透過(guò)投影裝置100中的其它光學(xué)構(gòu)件(未示出)將照明光束60會(huì)聚在光閥130上。接著，光閥130可依序?qū)⒉煌伾恼彰鞴馐?0轉(zhuǎn)換成不同顏色的影像光束70，并通過(guò)投影鏡頭140投射出不同顏色的影像光束70，以在屏幕上產(chǎn)生不同顏色的畫面。因此，可通過(guò)人眼的視覺暫留效應(yīng)讓觀看者感受到彩色畫面。
[0056]圖2A是圖1的色輪模組的分解示意圖。圖2B是圖2A的色輪模組的立體示意圖。圖2C是圖2A的色輪模組的前視示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2A及圖2B，在本實(shí)施例中，色輪模組200包括一色輪210、一罩體220、一馬達(dá)230、一位置指標(biāo)240、一光感應(yīng)器250以及一迂回流道260。色輪210配置于照明光束60的傳遞路徑上，且罩體220罩覆(遮蔽)色輪210。在本實(shí)施例中，罩體220的材質(zhì)可為塑膠或金屬。在本實(shí)施例中，可經(jīng)由罩體220形成一半封閉的空間以避免漏光，故不需額外配置遮光結(jié)構(gòu)，因而降低產(chǎn)品成本。
[0057]在本實(shí)施例中，馬達(dá)230具有一轉(zhuǎn)子231，其中轉(zhuǎn)子231連接色輪210。位置指標(biāo)240配置在轉(zhuǎn)子231上。光感應(yīng)器250配置在罩體220上，并能感測(cè)位置指標(biāo)240的位置以獲得色輪210轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的位置，以便轉(zhuǎn)換出所需顏色的照明光束。在本實(shí)施例中，光感應(yīng)器250位于罩體220的頂端，且相對(duì)于遠(yuǎn)離照明光束60的傳遞路徑的一處，以避免感測(cè)到來(lái)自照明光束60經(jīng)由其他區(qū)域所散射的雜散光線；舉例而言，色輪210設(shè)置于光感應(yīng)器250與迂回流道260之間。
[0058]接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2B及圖2C，在本實(shí)施例中，迂回流道260與罩體220相連通，迂回流道260具有一氣流入口 EN以及一氣流出口 ET。更詳細(xì)而言，當(dāng)投影裝置100運(yùn)作時(shí)，色輪210轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的熱氣將會(huì)從氣流出口 ET排出，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)低溫的氣流AF從氣流入口EN進(jìn)入迂回流道260，流過(guò)色輪210，再自氣流出口 ET排出。以下將搭配圖2D至圖2E，針對(duì)迂回流道260的結(jié)構(gòu)機(jī)制及其功效進(jìn)行進(jìn)一步的解說(shuō)。
[0059]圖2D是圖2A的迂回流道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2E是圖2A的迂回流道的粉塵堆積情況示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2D，具體而言，在本實(shí)施例中，迂回流道260具有至少一轉(zhuǎn)折。當(dāng)氣流AF從氣流入口 EN進(jìn)入迂回流道260時(shí)，可經(jīng)由轉(zhuǎn)折處改變氣流AF的流場(chǎng)方向，再自氣流出口 ET排出。換言之，氣流AF在迂回流道260中蜿蜒前進(jìn)。并且，由于氣流AF經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)折處時(shí)，氣流AF的流速將會(huì)受到影響而發(fā)生改變。換言之，氣流AF在迂回流道260各處的流向及流速將不會(huì)一致，因此在氣流AF尚未抵達(dá)色輪210處時(shí)，被氣流AF挾帶的粉塵DU會(huì)在流速較小的地方落下或是沉積在轉(zhuǎn)折處(如圖2E所示)。如此一來(lái)，將可降低粉塵DU沾附在色輪210上的可能性以達(dá)到防塵效果，進(jìn)而維持系統(tǒng)亮度。
[0060]另一方面，通過(guò)迂回流道260內(nèi)的氣流AF的流動(dòng)亦可提升色輪模組200與投影裝置100的散熱效果。舉例而言，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)中的色輪210驅(qū)動(dòng)氣流AF從氣流入口 EN進(jìn)入迂回流道260時(shí)，可與色輪210的馬達(dá)230或轉(zhuǎn)子231運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的高溫氣體進(jìn)行混合，接著再自氣流出口 ET排出。如此一來(lái)，將可有效降低色輪模組200與投影裝置100的系統(tǒng)溫度以達(dá)到散熱效果，進(jìn)而獲得良好的可靠度。
[0061]值得注意的是，上述的迂回流道260的形狀雖然是以U型流道為例，但本發(fā)明不限于此。在其他的實(shí)施例中，迂回流道的形狀可依實(shí)際需求而進(jìn)行不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并可依實(shí)際流場(chǎng)系統(tǒng)中的方向決定氣流入口 EN以及氣流出口 ET的位置。以下將搭配圖3A至圖3B，進(jìn)行進(jìn)一步的解說(shuō)。
[0062]圖3A是本發(fā)明另一實(shí)施例的一種迂回流道的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的迂回流道360a與圖2D的迂回流道260類似，而兩者的差異如下所述。如圖3A所示，在本實(shí)施例中，迂回流道360a具有多個(gè)轉(zhuǎn)折。此外，迂回流道360a在平行于重力方向G的一平面上蜿蜒。換言之，迂回流道360a在垂直面上蜿蜒前進(jìn)。由于迂回流道360a的多個(gè)轉(zhuǎn)折亦可改變氣流AF的流場(chǎng)方向，并使氣流AF流經(jīng)色輪210后，再自氣流出口 ET排出，因此本實(shí)施例的迂回流道360a將可達(dá)到與迂回流道260類似的功效及優(yōu)點(diǎn)，在此就不予贅述。
[0063]圖3B是本發(fā)明再一實(shí)施例的一種迂回流道的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的迂回流道360b與圖3A的迂回流道360a類似，而兩者的差異如下所述。如圖3B所示，在本實(shí)施例中，迂回流道360b在垂直于重力方向G的一平面上蜿蜒。換言之,迂回流道360b在水平面上蜿蜒前進(jìn)。此外，由于迂回流道360b的多個(gè)轉(zhuǎn)折亦可改變氣流AF的流場(chǎng)方向，并使氣流AF流經(jīng)色輪210后，再自氣流出口 ET排出，因此本實(shí)施例的迂回流道360b亦可達(dá)到與迂回流道360a類似的功效及優(yōu)點(diǎn)，在此就不予贅述。
[0064]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的色輪模組的前視示意圖。本實(shí)施例的色輪模組400與圖2C的色輪模組200類似，而兩者的差異如下所述。如圖4所示，在本實(shí)施例中，色輪模組400更包括多個(gè)散熱鰭片470以及一風(fēng)扇480。具體而言，在本實(shí)施例中，散熱鰭片470導(dǎo)熱地連接至罩體220與迂回流道260的殼體，以增加罩體220的熱交換速率，因而提升散熱效果。另一方面，風(fēng)扇480設(shè)置于散熱鰭片470旁，以產(chǎn)生氣流流過(guò)這些散熱鰭片470，藉以冷卻這些散熱鰭片470，進(jìn)而降低罩體220內(nèi)的色輪210、馬達(dá)230及光感應(yīng)器250的溫度。如此一來(lái)，亦可更加提升色輪模組400的散熱效果。此外，由于本實(shí)施例的色輪模組400與圖2C的色輪模組200結(jié)構(gòu)類似，因此本實(shí)施例的色輪模組400將可達(dá)到與色輪模組200類似的功效及優(yōu)點(diǎn)，在此就不予贅述。
[0065]圖5A是本發(fā)明一實(shí)施例的一種色輪模組應(yīng)用于投影裝置底座于一視角的分解圖。圖5B是圖5A的色輪模組組裝于投影裝置底座的立體圖。圖5C是圖5A的色輪模組與投影裝置底座于另一視角的分解圖。圖是圖5B的色輪模組與投影裝置底座于另一視角的立體圖。本實(shí)施例的色輪模組500與圖2A的色輪模組200類似，而兩者的差異如下所述。請(qǐng)參照?qǐng)D5A與圖5B，在本實(shí)施例中，色輪模組500包括一蓋體520以及一固定件590，其中蓋體520與固定件590的上半部592共同構(gòu)成了與圖2A的罩體220類似的結(jié)構(gòu)，以遮蔽色輪510，固定件590的下半部594、多個(gè)壁板562以及底座150的一部分共同形成了如圖2B所示的迂回流道260而可使氣流在其中流動(dòng)。此外，在本實(shí)施例中，光感應(yīng)器550配置在蓋體520上，以感測(cè)色輪510轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，其中色輪510設(shè)置于光感應(yīng)器550與底座150之間。
[0066]另一方面，請(qǐng)?jiān)偻瑫r(shí)參照?qǐng)D5C與圖在本實(shí)施例中，色輪510可通過(guò)固定件590組裝于投影裝置100的底座150。當(dāng)氣流流經(jīng)色輪510后，可自氣流出口 ET(示于圖中)排出，以達(dá)到前述的防塵及散熱效果。在本實(shí)施例中，這些壁板562以及底座150可為一體成型，即這些壁板562以及底座150可通過(guò)模造方式一起制作，故可減少模具成本。
[0067]綜上所述，本發(fā)明的上述實(shí)施例可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)中的色輪來(lái)驅(qū)動(dòng)氣流在迂回流道中蜿蜒前進(jìn)，使粉塵不易通過(guò)，因而降低粉塵沾附在色輪上的可能性以達(dá)到防塵效果。此外，本發(fā)明的上述實(shí)施例亦可通過(guò)氣流的流動(dòng)達(dá)到散熱的效果，進(jìn)而獲得良好的可靠度。此外，本發(fā)明的上述實(shí)施例可經(jīng)由罩體形成半封閉的空間以避免漏光，故不需額外配置遮光結(jié)構(gòu)，因而降低產(chǎn)品成本。
[0068]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或權(quán)利要求不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來(lái)輔助專利文件搜尋之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種色輪模組，包括: 一色輪； 一罩體，遮蔽該色輪；以及 一迂回流道，與該罩體相連通，并具有一氣流入口以及一氣流出口，其中該色輪用于驅(qū)動(dòng)一氣流，該氣流從該氣流入口進(jìn)入該迂回流道，流經(jīng)該色輪，再自該氣流出口排出。
2.如權(quán)利要求1所述的色輪模組，其特征在于，該迂回流道具有至少一轉(zhuǎn)折。
3.如權(quán)利要求1所述的色輪模組，其特征在于，該迂回流道在平行于重力方向的一平面上蜿蜓。
4.如權(quán)利要求1所述的色輪模組，其特征在于，該迂回流道在垂直于重力方向的一平面上蜿蜓。
5.如權(quán)利要求1所述的色輪模組，其特征在于，還包括: 多個(gè)散熱鰭片，導(dǎo)熱地連接至該罩體。
6.如權(quán)利要求1所述的色輪模組，其特征在于，還包括: 一風(fēng)扇，設(shè)置于該些散熱鰭片旁，以產(chǎn)生一冷卻氣流流過(guò)該些散熱鰭片。
7.如權(quán)利要求1所述的色輪模組，其特征在于，還包括: 一馬達(dá)，具有一轉(zhuǎn)子，其中該轉(zhuǎn)子連接該色輪； 一位置指標(biāo)，配置在該轉(zhuǎn)子上；以及 一光感應(yīng)器，配置在該罩體上，并感測(cè)該位置指標(biāo)的位置以獲得該色輪轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。
8.一種投影裝置，包括: 一光源，用于發(fā)出一照明光束； 一色輪模組，包括:一色輪、一罩體以及一迂回流道， 該色輪配置于該照明光束的傳遞路徑上； 該罩體遮蔽該色輪；以及 該迂回流道與該罩體相連通，具有一氣流入口以及一氣流出口，其中該色輪用于驅(qū)動(dòng)一氣流，該氣流從該氣流入口進(jìn)入該迂回流道，流經(jīng)該色輪，再自該氣流出口排出； 一光閥，配置于該照明光束的傳遞路徑上，將該照明光束轉(zhuǎn)換為一影像光束；以及 一投影鏡頭，配置于該影像光束的傳遞路徑上，以投射出該影像光束。
9.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，該迂回流道具有至少一轉(zhuǎn)折。
10.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，該迂回流道在平行于重力方向的一平面上蜿蜓。
11.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，該迂回流道在垂直于重力方向的一平面上蜿蜓。
12.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，該色輪模組還包括: 多個(gè)散熱鰭片，導(dǎo)熱地連接至該罩體。
13.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，該色輪模組還包括: 一風(fēng)扇，設(shè)置于該些散熱鰭片旁，以產(chǎn)生一冷卻氣流流過(guò)該些散熱鰭片。
14.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，還包括: 一積分柱，配置于該照明光束的傳遞路徑上。
15.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，該色輪模組還包括: 一馬達(dá)，具有一轉(zhuǎn)子，其中該轉(zhuǎn)子連接該色輪； 一位置指標(biāo)，配置在該轉(zhuǎn)子上；以及 一光感應(yīng)器，配置在該罩體上，并感測(cè)該位置指標(biāo)的位置以獲得該色輪轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。
16.如權(quán)利要求15所述的投影裝置，其特征在于，該光感應(yīng)器位于該罩體相對(duì)于遠(yuǎn)離該照明光束的傳遞路徑的一處。
【文檔編號(hào)】G02B7/00GK104516079SQ201310444675
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】胡東洲, 連心慧, 邱勝裕 申請(qǐng)人:中強(qiáng)光電股份有限公司