专利名称：可防止滤光片飞逸的色轮及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种色轮及其制造方法，尤其是指一种用于数字光源处理器(Digital Light Processing，DLP)中，且可防止滤光片飞逸的色轮及其制造方法。
背景技术：
投影机按技术分类可分为映像管(CRT)型、液晶(LCD)型及数字光源处理器(DLP)型，其中数字光源处理器因具有亮度高、反应时间短、无噪音以及轻巧短小等优点，而成为投影机中的主流技术。DLP投影机采用数字元控制，它是利用反射光原理，将光源集光并通过透镜聚焦后，穿过具有由红、绿、蓝三色滤光片拼成的彩色滤光片组的色轮，投射到数字微镜芯片(DigitalMicro-mirror Device，DMD)上。在此项技术中，是借由数字微镜芯片来取代传统液晶投影机中负责呈现影像的液晶面板。数字微镜芯片上具有许多微小的可动镜片，通过驱动电极来控制这些可动微镜片倾斜角度及偏转时间，再通过切换光的反射方向由镜头投影成像。
在一个DLP投影系统中，色轮的作用是产生全彩色投影图像，如中国台湾地区新型专利第公告第523113、523114、534329、547672、580148号及美国专利第5,668,572、5,868,482、6,754,014号等资料均揭露了一种色轮的基本结构，它主要包含一个轴心盖、一个具有中心孔的彩色滤光片组、一个具有凸缘的转毂及马达，其中转毂固定在马达的转轴上，在转毂的接合面上涂一层粘合剂后，再将滤光片组的中心孔套至凸缘，滤光片组的一侧表面与转毂的接合面紧密接触，而使滤光片组与转毂粘合为一体，并随马达高速转动而使白光光源穿射后产生全彩色投影图像。
色轮制造时通常是将滤光片组直接粘合在马达的转毂上，然而，因滤光片组一般是由三至六片扇形滤光片通过粘合剂彼此相邻粘接拼组而成，滤光片为玻璃材质，而转毂为铝材或铝合金材质，二者材质不同其热膨胀系数也不一致，粘合过程高温烘烤时二者的膨胀伸展程度不同，由于金属材质的转毂的膨胀伸展程度大于玻璃材质的滤光片组的膨胀伸展程度，因而使各滤光片之间的接合缝受到一个拉力而趋于分离，使得各滤光片之间接缝的强度受到严重影响，甚至会出现细微的裂纹。这种瑕疵的存在不仅可能造成色轮的组立精度不能达到预定的精度要求，而且在色轮高速旋转时裂纹在离心力的作用下还会进一步扩大，从而进一步导致各滤光片从转毂上飞逸而出。产业界有人曾提出一种解决方案，即采用螺丝通过锁紧压板进而锁紧滤光片组与转毂的组立方式，但由于设计及成本要求，固定在马达上的转毂的外径尺寸很小，没有足够的空间来设置螺丝，因此该设计无法推广使用。所以，有必要提出一种新的设计方案，以解决现有结构中存在的问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种可防止滤光片飞逸的色轮，以解决现有存在的色轮组立精度不能达到要求及滤光片飞逸的问题，避免色轮的滤光片组直接粘合在马达的转毂上，确保色轮粘合组立精度及强度达到品质标准，色轮旋转时滤光片不会发生飞逸现象。
本发明的另一目的在于提供一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，以解决现有色轮的滤光片组在制造过程中因与转毂之间的材质差异而在经过高温烘烤的过程中，会因为不同材质的热膨胀量差异而导致不同滤光片之间的接合强度降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种可防止滤光片飞逸的色轮，其包括具有转毂的马达及固定在马达的转毂上的滤光组件，其中转毂设有接合面，滤光组件包括由若干滤光片拼组在一起而形成的滤光片组及定位体，该定位体是与滤光片组相结合为一体，并固接至转毂的接合面，使滤光片组可与转毂一起随马达旋转。
本发明还提供一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，可以确保不同滤光片之间的接合缝的接合精度及强度，该方法包含如下步骤(1)制备一个由若干片滤光片组合而成的滤光片组，在不同的滤光片之间形成接合缝，且该滤光片组在一个标准单位温度差内具有第一单位尺寸变异量；(2)制备一个定位体，该定位体是结合在前述滤光片组上，并且该定位体是连续性地跨越不同滤光片之间的接合缝而与滤光片组结合成滤光组件，该定位体在一个标准单位温度差内具有第二单位尺寸变异量；(3)制备一个转毂，该转毂在一个标准单位温度差内具有第三单位尺寸变异量；(4)将前述步骤(2)制成的滤光组件至少经由一个温度变异工艺结合至前述的转毂上，并且使前述定位体位于滤光片组与转毂之间，而且在一个标准单位温度差内，前述滤光片组的第一单位尺寸变异量与定位体的第二单位尺寸变异量的差异量的绝对值，小于滤光片组的第一单位尺寸变异量与转毂的第三单位尺寸变异量的差异值的绝对值。
与现有技术相比，本发明提供的色轮中滤光片组与定位体粘合为一体，再将定位体接合至马达的转毂上，避免滤光片组与转毂的接合面直接粘合，因此，当色轮粘合过程高温烘烤时，因转毂的膨胀伸展程度大于滤光片组的膨胀伸展程度而产生的拉力，是直接被滤光片组与转毂的间的定位体所承受及吸收，从而使滤光片组的各滤光片之间的接合缝所承受的应力明显降低。也就是说，本发明色轮的滤光片组是通过作为一个中间载体的定位体接合至马达的转毂上，而不是直接粘接于转毂，这样可以避免高温烘烤时转毂与滤光片组之间产生过大的应变差异值，防止滤光片组的各接合缝出现裂纹，确保色轮组立精度及强度符合要求，避免色轮旋转时滤光片飞逸。
图1是本发明一种可防止滤光片飞逸的色轮的立体分解图。
图2是本发明色轮的滤光组件的立体分解图。
图3是本发明色轮的局部剖视图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明提供一种可防止滤光片飞逸的色轮及其制造方法，该色轮包括马达1及包含滤光片组2及定位体3的滤光组件，该马达1具有一外壳10、一转轴12及固定在转轴12上的转毂11，转毂11可随马达1的转轴12旋转。该转毂11是圆盘形，具有接合面110用以承载及接合滤光组件，在接合面110上开设有环槽111，以避免粘合时过量的粘合剂溢出。转毂11中心位置处凸起形成一圆柱状的凸缘112，并在凸缘112的中心开设一轴孔(未标号)以供马达1的转轴12穿过而将转毂11固定在马达1的转轴12上。
请配合参照图1及图2，滤光片组2是由若干玻璃材质的扇形滤光片20粘合拼组而成，在不同的滤光片之间具有接合缝。滤光片组2具有第一表面22及第二表面23，其中部形成一中心孔21，该中心孔21的孔径略大于前述转毂11的凸缘112的外径。另外，定位体3是采用玻璃材料制造的环形玻璃片，容易理解，定位体3也可以采用与前述滤光片组2的热膨胀系数相同或相近的其它材料制造。该定位体3具有第一表面32及第二表面33，其中部位置开设有中心孔31，该中心孔31的孔径与前述转毂11的凸缘112的外径尺寸相匹配。
如图1及图3所示，该定位体3的第一表面32借由粘合剂粘合在滤光片组2的第二表面23上，并且该定位体3是连续性地跨越前述不同滤光片20之间的接合缝，通过高温烘烤而与滤光片组2结合为一体而形成滤光组件，且该定位体3的中心孔31与滤光片组2的中心孔21相互对应，二者的轴心线重合。由该滤光片组2与定位体3结合为一体而形成滤光组件，定位体3的第二表面33进一步借由粘合剂接合到转毂11的接合面111上，该转毂11的凸缘112穿过定位体3的中心孔31及滤光片组2的中心孔21，由于该滤光片组2的中心孔21的孔径略大于该凸缘112的外径，因此二者之间形成一个0.5～1.0mm的间隙S，从而给中心孔21组立的偏差留有空间，避免中心孔21与凸缘112之间过盈接触而造成有偏差使组立装配困难或不可能。本发明的色轮将若干滤光片20和该定位体3粘合组立形成一个整体，通过中心孔21与凸缘12的相互间隙配合，并借由粘合剂接合在接合面110上，而与马达1组合成一体。马达1进一步通过安装板13固接至预定装置上，通电使其高速转动，从而带动该滤光片组2高速转动，使投射光线投射穿过该滤光片组2而产生全彩色影像。
由上述对本发明色轮的描述，可归纳提出一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，包含如下步骤(1)制备一个由若干片滤光片20组合而成的滤光片组2，在不同的滤光片之间形成接合缝，该滤光片组2在一个标准单位温度差内具有第一单位尺寸变异量；
(2)制备一个定位体3，该定位体3结合于前述滤光片组2，并且该定位体3是连续性地跨越前述不同滤光片20之间的接合缝而与滤光片组2结合为一体形成滤光组件，该定位体在一个标准单位温度差内具有第二单位尺寸变异量；(3)制备一个转毂11，该转毂11在一个标准单位温度差内具有第三单位尺寸变异量；(4)将前述步骤(2)制成的滤光组件至少经由一个温度变异工艺结合于前述的转毂11上，并且使前述定位体3位于滤光片组20与转毂11之间，而且在一个标准单位温度差内，前述滤光片组2的第一单位尺寸变异量与定位体3的第二单位尺寸变异量的差异量的绝对值，小于滤光片组2的第一单位尺寸变异量与转毂11的第三单位尺寸变异量的差异值的绝对值。
由于本发明中的定位体3与滤光片组2二者的热膨胀系数相同或者相近，在两者粘合进行第一次高温烘烤时两者的伸缩量相同或者相近，可确保组立精度及强度符合要求。更重要的是，本发明将滤光片组2与定位体3粘合为一体，再将定位体3接合至马达1的转毂11上，并保持滤光片组2与转毂11间存在间隙S，避免了滤光片组2与转毂11的接合面110直接接触，因此，当色轮粘合至转毂而进行第二次高温烘烤时，因转毂11的膨胀伸展程度大于滤光片组2的膨胀伸展程度而产生的拉力，是被滤光片组2与转毂11之间的定位体3所承受及吸收，亦即避免高温烘烤时转毂11与滤光片组2之间产生过大的应变差异值，从而使滤光片组2的各滤光片20接合缝所承受的应力降低而不至于影响其接合强度。借此，可有效避免滤光片组2的各滤光片20之间的接合缝出现细微裂纹，确保色轮组立精度及强度符合要求，避免色轮旋转时滤光片飞逸。
权利要求
1.一种可防止滤光片飞逸的色轮，其包括具有可转动的转毂的马达及接合在转毂上的滤光组件，其特征在于所述转毂具有接合面，所述滤光组件包括由若干滤光片拼组在一起而形成的滤光片组及与滤光片组结合为一体的定位体，所述定位体是设置于所述转毂的接合面与滤光片组之间，使滤光组件可与马达的转毂一起旋转。
2.如权利要求1所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述转毂的接合面中心位置凸起形成凸缘，且凸缘的中心开设有轴孔以与马达的转轴配合将转毂固定在马达上。
3.如权利要求2所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述滤光片组具有第一表面及第二表面，其中部位置开设有中心孔，该中心孔的孔径略大于所述转毂的凸缘的外径。
4.如权利要求3所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述定位体具有第一表面及第二表面，其第一表面是粘合在所述滤光片组的第二表面上，并通过第一次高温烘烤而与滤光片组结合为一体。
5.如权利要求4所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述定位体的中部位置开设有中心孔，该中心孔的孔径与所述转毂的凸缘的外径相匹配。
6.如权利要求5所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述定位体的第二表面是粘合在所述转毂的接合面上，并通过第二次高温烘烤而固接于该接合面。
7.如权利要求6所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述转毂的凸缘穿入所述定位体及滤光片组的中心孔，且该凸缘与所述滤光片组的中心孔之间存留有间隙。
8.如权利要求1或7所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述转毂的接合面上开设有环槽，以避免粘合时过量的粘合剂溢出。
9.如权利要求1所述的一种可防止滤光片飞逸的色轮，其特征在于所述滤光片组及定位体的热膨胀系数相同或者相近似。
10.一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，可以确保不同滤光片之间的接合缝的接合精度及强度，该方法包含如下步骤(1)制备一个由若干滤光片组合而成的滤光片组，在不同的滤光片之间形成有接合缝，该滤光片组在一个标准单位温度差内具有第一单位尺寸变异量；(2)制备一个定位体，该定位体是连续性地跨越前述不同滤光片之间的接合缝而与滤光片组结合为一体形成滤光组件，且该定位体在一个标准单位温度差内具有第二单位尺寸变异量；(3)制备一个转毂，该转毂在一个标准单位温度差内具有第三单位尺寸变异量；(4)将前述步骤(2)制成的滤光组件至少经由一个温度变异工艺结合于前述的转毂上，并且使前述定位体位于滤光片组与转毂之间，而且在一个标准单位温度差内，前述滤光片组的第一单位尺寸变异量与定位体的第二单位尺寸变异量的差异量的绝对值，小于滤光片组的第一单位尺寸变异量与转毂的第三单位尺寸变异量的差异值的绝对值。
11.如权利要求10所述的一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，其特征在于在步骤(3)中所制备的转毂的中心位置凸起形成有圆柱形凸缘，并于凸缘的中心开设有轴孔以与一个驱动件的转轴配合而将转毂固定在该驱动件上。
12.如权利要求11所述的一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，其特征在于在步骤(1)中所制备的滤光片组具有第一表面及第二表面，且其中部位置开设有中心孔，该中心孔的孔径略大于转毂的凸缘的外径。
13.如权利要求12所述的一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，其特征在于在步骤(2)中所制备的定位体具有第一表面及第二表面，其第一表面是以粘合剂粘合于所述滤光片组的第二表面上，并通过第一次高温烘烤而与滤光片组结合为一体。
14.如权利要求13所述的一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，其特征在于在步骤(2)中所制备的定位体的中部位置开设有中心孔，该中心孔的孔径与所述转毂的凸缘的外径相匹配。
15.如权利要求14所述的一种具有组合式滤光片的色轮的制造方法，其特征在于在进行步骤(4)之前还进一步包含一个将所述定位体的第二表面粘合于所述转毂的接合面上的中间工艺，且所述的温度变异工艺是一种高温烘烤的工艺。
全文摘要
本发明公开了一种可防止滤光片飞逸的色轮及其制造方法，该色轮用于数字光源处理器(DLP)中，其包括马达、固定在马达的转轴上的转毂及接合在转毂上的滤光组件，其中转毂具有接合面，滤光组件包括由若干滤光片拼组在一起而形成的滤光片组及与这些滤光片材质相同或相近的定位体，该定位体是与滤光片组相结合为一体，并固定在转毂的接合面上。本发明中的定位体与滤光片组的热膨胀系数一致，在两者粘合而进行第一次高温烘烤时两者伸缩量相同，可确保不同滤光片间的接缝强度与精度，而当滤光片组与定位体一并组装至转毂上再进行第二高温烘烤时，位于滤光片组与转毂之间的定位体可以防止转毂与滤光片组之间的热膨胀差异对滤光片之间的接缝强度与接合精度造成影响。
文档编号G03B21/14GK1790154SQ200410103309
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月15日 优先权日2004年12月15日
发明者贾彦军 申请人:亚洲光学股份有限公司