TWI265359B - Color wheel that can prevents filters from flying away and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1265359 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供_種色輪及其製造方法，尤其係指-種麟數位光源 4iI^(Digital Light Processing, 及其製造方法。 【先前技術】 按，投影機按技術分類可分爲映像管（CRT)型、液晶（LCD)型及數位 光源處理ll(DLP)，其巾數位光源處理n因其擁有亮度高、反應時間 短、無噪音以及輕巧短小等優點，而成爲投影機中的主流技術。DLp投 影機採用數位元控制，其係利用反射光原理，將光源集光並經由透鏡 聚焦後，穿過具有由紅、綠、藍三色縣片拼成的彩色遽光片組的色 輪，才又射至數位微鏡晶片（Digital Micro-mirror Devive，DMD)上。 在此項技術中，係藉由數位微鏡晶片來取代傳統液晶投影機中負責呈 現衫像之液晶面板。數位微鏡晶片上具有許多微小的可動鏡片，其係 藉驅動電極來控制這些可動微鏡片傾斜角度及偏轉時間，再通過切換 光的反射方向由鏡頭投影成像。 在一個DLP投影系統中，色輪之作用在於產生全彩色投影圖像，如 中華民國新型專利第公告第523113、523114、534329、547672、58〇148 號及美國專利第5, 668, 572、5, 868, 482、6, 754, 014號等資料均揭示 了一種色輪之基本構造，其主要包含一軸心蓋、一個具有中心孔之彩 色濾光片組、一個具有凸緣之轉轂及一馬達，其中轉轂係固設於馬達 之轉軸上，於轉轂之接合面上塗一層黏著劑後，再將濾光片組之中心 1265359 孔套至凸緣’遽光片組的-側表面與魏之接合面緊密接觸，而使渡 光片組與轉轂黏合爲-體’並隨馬達高速轉動而使白光光源穿射後産 生全彩色投影圖像。 習知色輪製造時係將據光片組直接黏合於馬達之轉較上，然而因渡 光片組-般係由三至六片扇形渡光片藉黏著劑彼此相鄰黏接拼組而 成，濾光片爲玻璃材質，而轉轂爲鋁材或鋁合金材質，二者材質不同 其熱膨脹係數不-致，黏合過程高溫烘烤時二者的膨脹伸展程度不 同，由於金屬材質之轉轂的膨脹伸展程度大於玻璃材質之濾光片組的 膨脹伸展程度，進而使錢光>{間之接合縫❹卜錄力而趨於分 離，容易降低各渡光片間的接縫強度，4而出現微細的裂紋，而這種 遽光片組接合縫的軸不僅可能造成色輪的組立精度不能達到預定的 精度要求，而且在色輪高速旋轉時肢在離心力的作用下還會進一步 擴大，從而進-步導致各濾光片從轉穀上飛逸而出。業界曾提出一種 解決方案，即__通過鎖緊她進_緊濾光片組與轉轂之組立 方式’但由於設計及成本要求，固設於馬達上的雜的外徑尺寸很小， 沒有足夠的空’設置螺絲，因此該設計無法推廣使用。是以，有必 要提出-種新的設計方案，以解決習知構造中存在之問題。 【發明内容】 本Μ之目❸之-在於提供—種可防域光#舰的色輪，以解決 習知存在的色輪組立精度不能朗要求及濾光片飛逸糊題，避免色 輪之濾光片組直接黏合於馬達的触上，確保色輪黏合組立精度及強 1265359 度達到品質標準，色輪旋轉時濾光片不會發生飛逸現象。 本發明的另一目的在於提供一種具有組合式濾光片的色輪的製造 方法，以解決習知色輪的濾光片組在製程中因與轉轂間的材質差異而 在經過高溫烘烤的製程中，會因為不同材質的熱膨脹量差異而導致不 同濾光片間的接合強度降低的問題。 本發明所提供的一種可防止濾光片飛逸的色輪，其包括具有轉轂之 馬達及固設於馬達之轉轂上的濾光元件，其中轉轂設有接合面，濾光 讀係包括由若干滤光卩拼組在-起而碱的濾光纽及定位體，該 定位體係與觀片組相結合爲—體，翻接至轉轂之接合面，使遽光 片組可與轉轂一起隨馬達旋轉。 本發明還提供-種具有組合式渡光片的色輪的製造方法，可以確保 不同濾光>1接合縫之接合精度及強度，包含如下步驟： ⑴製備-個由若干片縣片組合而成的濾光片組，在不同的滤 光片間具有接合縫，且魏光肢在—個標準單位溫度差内具有第一 單位尺寸變異量； (2) 製備-個定位體，該定位體結合於前述濾光片組，並且該定 位體係連續性的跨越於前述不同濾光片之接合縫的兩側，而與遽光片 組結合成遽光元件，且該定位體在一個標準單位溫度朗具有第二單 位尺寸變異量； (3) 製備-個轉轂，且該雜在—個鮮單位溫度差内具有第三 單位尺寸變異量； ^265359 ⑷將前述步驟⑵製成的遽光元件至少經由—個溫度變異製程 結合於前述的轉穀上，並且使前述定位體位於濾光片組與轉較之間， 而且在-個標準單位溫度差内，前述濾光片組的第一單位尺寸變異量 與定位體的第二單位尺寸變異量之差異量的絕對值小於濾光片組的第 一單位尺寸變異量與轉_第三單位尺寸變異量之差異值的絕對值。 與習知技術相比，本發明之色輪中遽光片組與定位體黏合爲一體， 再將定位體接合至馬達之轉轂上，避錢m與轉轂之接合面直接 黏。’當色輪齡顧高溫烘料，轉轂的雜伸驗度大於滤光 片組的膨脹伸展程度而産生的拉力，係直接誠光#組與雜之間的 定位體所承X及吸收，藉此錢光片組的各濾光片接合縫所承受的應 力传到明顯的降低。亦即，本發明之色輪㈣光片組是藉由定位體作 爲中間載體接合至馬達之轉數，而非將渡光片組直接黏接於轉較， 藉此避免高溫烘料雜麟光版之間產生過A的應縣異值，防 止遽光片組的各濾光片接合縫出現裂紋，確保色輪組立精度及強度符 合要求，避免色輪旋轉時濾光片飛逸。 【實施方式】 請參閱第-圖，本發明之—種可防止縣片飛逸的色輪及其製造方 法’其中該色輪包括有馬達i及包含渡光片组2及定位體3的遽光元 件，該馬達1具有一外殼10、一轉軸12及固設於轉軸12上的轉轂u， 轉轂11可隨馬達1之轉軸12雜。該轉轂π係呈圓盤獅，其具有 接合面110用以承載及接合濾光元件，於接合面11〇上開設有環槽 1265359 111，藉以避免黏合時過量的黏著劑溢出。轉轂Η中心位置處凸起形 成一圓柱狀的凸緣112，並於凸緣112的中心開設一軸孔（未標號）以 供馬達1的轉軸12穿過而將轉轂π固定於馬達1之轉軸12上。 請配合第一及二圖參照，濾光片組2係由若干玻璃材質之扇形濾光 片20黏合拼組而成，在不同的濾光片間具有接合縫。濾光片組2具有 第一表面22及第二表面23，其中部形成一中心孔21，該中心孔21之 孔徑略大於前述轉轂11之凸緣112之外徑。又，定位體3係採用玻璃 材料製造的環形玻璃片，容易理解，定位體3也可以採用其他與前述 滤光片組2的熱膨脹係數相同或相近的材料製造。該定位體3具有第 一表面32及第二表面33，其中部位置開設有中心孔31，該中心孔31 之孔徑與前述轉轂11之凸緣112的外徑尺寸相匹配。 如第-及三圖所示，該雜體3之第—表面32係藉黏著劑黏合於 濾、光片組2之第二表面23上，並且該定位體3係連續性的跨越於前述 不同濾光片2G間之接合縫的賴，藉高溫烘烤而與濾光片組2結合爲 一體而形減光元件，且該定雜3之巾叫U1錢光片組2之中心 孔21相互對應，二者之軸心線重合。由該濾光片組2與定位體3結合 爲-體而形成的渡光元件，定位體3之第二表面33進―步藉黏著劑接 合至轉轂11的接合面m上，該轉穀u之凸緣112係穿過定位體3 之中心孔31及滤光片組2之中心孔2卜由於該濾光片組2之中心孔 的孔徑略大於該凸緣112之外徑，因此二者間形成_個g 5〜ι 〇麵 的間隙s，從而給中心孔21組立的偏差留有空間，避免中心孔21與凸 1265359 緣112間過盈接觸而造成有偏差使組立裝配困難或不可能。本發明之 色輪將若干滤光片20和該定位體3黏合組立形成一個整體，通過中心 孔21與凸緣12的相互間隙配合，並藉黏著劑接合於接合面1丨〇上， 而與馬達1組合成一體。馬達1進一步藉安裝板13固接至預定裝置上， 通電使其高速轉動，從而帶動該濾光片組2高速轉動，使投射光線投 射穿過該濾光片組2而産生全彩色影像。 由前述本發明之色輪構造之描述，可歸納提供一種具有組合式濾光 片的色輪的製造方法，包含如下步驟： (1) 製備一個由若干片濾光片20組合而成的濾光片組2,在不同 的濾光片間具有接合縫，且該濾光片組2在一個標準單位溫度差内具 有第一單位尺寸變異量； (2) 製備一個定位體3，該定位體3結合於前述濾光片組2，並且 該定位體3係連續性的跨越於前述不同濾光片20之接合縫的兩側，而 與渡光片組2結合爲一體而形成遽光元件，且該定位體在一個標準單 位溫度差内具有第二單位尺寸變異量； (3) 製備一個轉轂11，且該轉轂Π在一個標準單位溫度差内具有 第三單位尺寸變異量； (4) 將前述步驟(2)製成的渡光元件至少經由一個溫度變異製程結 合於前述的轉轂11上，並且使前述定位體3位於濾光片組20與轉較 11之間，而且在一個標準單位溫度差内，前述濾光片組2的第一單位 尺寸變異量與定位體3的第二單位尺寸變異量之差異量的絕對值，小 1265359 於慮光片組2的第-單位尺寸變異量與轉轂n的第三單位尺寸變異量 之差異值的絕對值。 由於本發明巾的定雜3麟光#組2二者之瓣脹係數相同或者 相近，在兩者黏合進行第一:欠高溫供烤時兩者的伸縮量相同或者相 近可確保組立精度及強度符合要求。更重要的是，本發明將滤光片 組2與定位體3黏合爲-體，再將定位體3接合至馬達丨之轉較u上， 避免了濾光片組2與轉轂 並保持濾光片組2與轉轂η間存在間隙s， 11之接σ面11G直接接觸，當&輪黏合至轉數而進行第二次高溫供烤 時因轉轂11的膨脹伸展程度大於澹光片組2的膨服伸展程度而產生 的拉力，係猶光片組2與騎u之_定位體3所承受及吸收，亦 即避免高溫烘烤時 11與縣版2之間產生過大的應變差異值， 從而使滤光片組2的各濾、光片2〇垃入祕< 〜兀接合縫所承受的應力降低而不至於影 響其接合強度。藉此，可有效避务请也μ ’欢避免，慮先片、组2的各濾光片20間之接合 縫出現細«紋’確保色輪組立精度及強度符合要求，避免色輪旋轉 時濾光片飛逸。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申 請。惟’以上麟者僅爲本㈣讀讀施方式，舉凡1«本案技術 之人士援依本發明之精神所作之#效修飾錢化，皆涵蓋於後附之申 請專利範圍内。 1265359 【圖式簡單說明】 第一圖是本發明一種可防止濾光片飛逸的色輪的立體分解圖。 第二圖是本發明色輪的濾光元件的立體分解圖。 第三圖是本發明色輪的局部剖視圖。 【主要元件符號說明】 馬達 1 外殼 10 轉轂 11 接合面 110 環槽 111 凸緣 112 轉軸 12 安裝板 13 濾光片組 2 濾光片 20 中心孔 2卜31 第一表面 22、32 第二表面 23、33 定位體 3 12

Claims (1)

1265359 十、申請專利範圍： 1種可防止濾光片飛逸的色輪，其包括具有可轉動之轉轂的馬達及接 合於轉轂上的渡光元件，其中，所述轉轂具有接合面，所述濾光元件 係包括由若干濾光片拼組在一起而形成的渡光片組，及與滤光片組結 合爲一體的定位體，所述定位體係設置於所述轉轂之接合面與濾光片 組之間，使所述濾光元件可與馬達之轉轂一起旋轉。 2·如申請專利範圍帛1項所述之一種可防止渡光片飛逸的色輪，其中所 述轉軟之接合面中心位置凸起形成有凸緣，並於凸緣之中心開設有軸 孔以與馬達之轉軸配合將轉穀固設至馬達上。 3·如申請專利範圍第2項所述之-種可防止濾、光片飛逸的色輪，其中所 述濾光片組係具有第一表面及第二表面，且其中部位置開設有中心 孔，該中心孔之孔徑略大於所述轉轂之凸緣的外徑。 4 ·如申轉利範圍第3項所述之—種可防止遽光片飛逸的色輪，其中所 述定位體係具有第-表面及第二表面，其第一表面係黏合於所述滤光 片組之第二表面上，並藉第一次高溫烘烤而與濾光片組結合爲一體。 5·如申請專利範圍第4項所述之—種可防止遽光片飛逸的色輪，其中所 述疋位體之中部位置開設有中心孔，該中心孔之孔徑與所述轉轂之凸 緣的外徑相匹配。 6·如申請專利範圍第5項所述之_種可防止濾光片飛逸的色輪，其中所 述定位體之第二表面係黏合於所述轉轂之接合面上，並藉第二次高溫 烘烤而固接至該接合面。 7 ·如申鱗利細第6項所述之一種可防止縣片飛逸的色輪，其中所 13 1265359 述轉轂之凸緣係穿人所述定位體及渡光片組之中心孔，且該凸緣與所 述渡光片組之中心孔之間存留有間隙。 8·如申晴專利範圍第1丨7項所述之一種可防止滤光片飛逸的色輪，其 中所述轉數之接合面上開設有環槽，以避免黏合時過量的黏著劑溢出。 9 ·如申請專利細第1項所述之—種可防止濾光片飛逸的色輪，其中所 述濾光片組及定位體的熱膨脹係數相同或者相近似。 10種具有組合式濾光片的色輪的製造方法，可以確保不同濾光片接合 縫之接合精度及強度，其步驟如下·· (1) 製備一個由若干片濾光片組合而成的濾光片組，在不同的濾光片 間具有接合縫，且該濾光片組在一個標準單位溫度差内具有第一單 位尺寸變異量； (2) 製備一個定位體，該定位體結合於前述濾光片組，並且該定位體 係連續性的跨越於前述不同濾光片之接合縫的兩側，而與濾光片組 結合成濾光元件，且該定位體在一個標準單位溫度差内具有第二單 位尺寸變異量； (3) 製備一個轉轂，且該轉轂在一個標準單位溫度差内具有第三單位 尺寸變異量； (4) 將前述步驟（2)製成的濾光元件至少經由一個溫度變異製程結合 於前述的轉轂上，並且使前述定位體位於濾光片組與轉轂之間，而 且在個標準單位溫度差内，前述濾、光片組的第一單位尺寸變異量 與定位體的第二單位尺寸變異量之差異量的絕對值小於濾光片組