色轮模组及投影装置制造方法
【专利摘要】一种色轮模组及投影装置，该色轮模组包括一色轮、一罩体以及一迂回流道。罩体遮蔽色轮。迂回流道与罩体相连通，并具有一气流入口以及一气流出口。转动中的色轮能驱动气流从气流入口进入迂回流道，流过色轮，再自气流出口排出。
【专利说明】色轮模组及投影装置
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种滤光元件与投影装置，且特别是有关于一种色轮模组及采用色轮模组的投影装置。
【背景技术】
[0002]数字光源处理(digital light processing,简称DLP)投影装置的工作原理是将光源所发出来的照明光束，经过高速旋转的色轮(color wheel)将照明光束过滤成红、绿、蓝(R、G、B)三种颜色后传递到光阀以转换成影像光束，再通过投影镜头将影像光束投影在屏幕上形成画面。通过光阀上的微镜片不断地变化角度，并配合高速旋转的色轮，利用人眼的视觉暂留效应，一个图素(pixel)就可以展现出不同的色彩变化。
[0003]一般而言，色轮是由不同的分色滤光片及转动件(例如马达的转子)所组成。此外，为了使光阀上的微镜片的开关状态与色轮的转动可以相互配合，通常会在色轮模组的转动件上配置一个位置指标(index mark),并通过光感应器来感测位置指标的位置以获得色轮的位置或照明光束所穿过的色轮区域为何，以便投影出所需颜色的影像。
[0004]然而，若色轮及光感应器处于开放式环境下时，将可能导致粉尘极易堆积于色轮及光感应器上，进而造成照明光束亮度衰落过快，并影响投影装置的正常运作。此外，若色轮温度过高，则可能会造成马达过热或是色轮片间的黏合胶融化，亦会造成投影装置无法正常运作。
[0005]美国专利第6755554号揭露了一种固定于色轮本体且由色轮盖体所覆盖的色轮。中国实用新型专利第201562114U号揭露了一种包括光源装置、色轮以及第一散热模组的投影机。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种色轮模组，其具有良好的可靠度。
[0007]本发明提供一种投影装置，其具有良好的可靠度。
[0008]本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
[0009]为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种色轮模组包括一色轮、一罩体以及一迂回流道。罩体遮蔽色轮。迂回流道与罩体相连通，并具有一气流入口以及一气流出口。色轮用于驱动气流，气流从气流入口进入迂回流道，流过色轮，再自气流出口排出。
[0010]本发明的一实施例提出一种投影装置包括一光源、前述的色轮模组、一光阀以及一投影镜头。光源用于发出一照明光束。色轮模组的色轮配置于照明光束的传递路径上。光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换为一影像光束。投影镜头，配置于影像光束的传递路径上，以投射出影像光束。
[0011]基于上述，本发明的上述实施例可达到下列优点或功效的至少其中之一。本发明的上述实施例可通过转动中的色轮来驱动气流在迂回流道中蜿蜒前进，使粉尘不易通过，因而降低粉尘沾附在色轮上的可能性以达到防尘效果。此外，本发明的上述实施例亦可通过气流的流动达到散热的效果，进而具有良好的可靠度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0013]图1是本发明一实施例的一种投影装置的方块图。
[0014]图2A是图1的色轮模组的分解示意图。
[0015]图2B是图2A的色轮模组的立体示意图。
[0016]图2C是图2A的色轮模组的前视示意图。
[0017]图2D是图2A的迂回流道的结构示意图。
[0018]图2E是图2A的迂回流道的粉尘堆积情况示意图。
[0019]图3A是本发明另一实施例的一种迂回流道的结构示意图。
[0020]图3B是本发明再一实施例的一种迂回流道的结构示意图。
[0021]图4是本发明另一实施例的色轮模组的前视示意图。
[0022]图5A是本发明一实施例的一种色轮模组应用于投影装置底座于一视角的分解图。
[0023]图5B是图5A的色轮模组组装于投影装置底座的立体图。
[0024]图5C是图5A的色轮模组与投影装置底座于另一视角的分解图。
[0025]图是图5B的色轮模组与投影装置底座于另一视角的立体图。
[0026]符号说明
[0027]60:照明光束
[0028]70:影像光束
[0029]100:投影装置
[0030]110:光源
[0031]120:积分柱
[0032]130:光阀
[0033]140:投影镜头
[0034]150:底座
[0035]200,400,500:色轮模组
[0036]210、510:色轮
[0037]220:罩体
[0038]230:马达
[0039]231:转子
[0040]240:位置指标
[0041]250、550:光感应器
[0042]260,360a,360b:迂回流道
[0043]470:散热鳍片
[0044]480:风扇
[0045]520:盖体
[0046]562:壁板
[0047]590、592、594:固定件
[0048]AF:气流
[0049]DU:粉尘
[0050]EN:气流入口
[0051]ET:气流出口
[0052]G:重力方向
【具体实施方式】
[0053]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
[0054]图1是本发明一实施例的一种投影装置的方块图。请参照图1，本实施例的投影装置100包括一光源110、一色轮模组200、一积分柱120、一光阀130以及一投影镜头140。具体而言，如图1所示，在本实施例中，光源110用于发出一照明光束60，色轮模组200及积分柱120皆配置于照明光束60的传递路径上。此外,光阀130亦配置于照明光束60的传递路径上，以将照明光束60转换为一影像光束70。投影镜头140配置于影像光束70的传递路径上，以投射出影像光束70。
[0055]更详细而言，色轮模组200将光源110所发出的白色的照明光束60依序转换成多种不同颜色(例如R、G、B)的照明光束60，而积分柱120可使这些不同颜色的照明光束60均匀化。之后，再透过投影装置100中的其它光学构件(未示出)将照明光束60会聚在光阀130上。接着，光阀130可依序将不同颜色的照明光束60转换成不同颜色的影像光束70，并通过投影镜头140投射出不同颜色的影像光束70，以在屏幕上产生不同颜色的画面。因此，可通过人眼的视觉暂留效应让观看者感受到彩色画面。
[0056]图2A是图1的色轮模组的分解示意图。图2B是图2A的色轮模组的立体示意图。图2C是图2A的色轮模组的前视示意图。请参照图2A及图2B，在本实施例中，色轮模组200包括一色轮210、一罩体220、一马达230、一位置指标240、一光感应器250以及一迂回流道260。色轮210配置于照明光束60的传递路径上，且罩体220罩覆(遮蔽)色轮210。在本实施例中，罩体220的材质可为塑胶或金属。在本实施例中，可经由罩体220形成一半封闭的空间以避免漏光，故不需额外配置遮光结构，因而降低产品成本。
[0057]在本实施例中，马达230具有一转子231，其中转子231连接色轮210。位置指标240配置在转子231上。光感应器250配置在罩体220上，并能感测位置指标240的位置以获得色轮210转动时的位置，以便转换出所需颜色的照明光束。在本实施例中，光感应器250位于罩体220的顶端，且相对于远离照明光束60的传递路径的一处，以避免感测到来自照明光束60经由其他区域所散射的杂散光线；举例而言，色轮210设置于光感应器250与迂回流道260之间。
[0058]接着，请参照图2B及图2C，在本实施例中，迂回流道260与罩体220相连通，迂回流道260具有一气流入口 EN以及一气流出口 ET。更详细而言，当投影装置100运作时，色轮210转动时所产生的热气将会从气流出口 ET排出，进而驱动低温的气流AF从气流入口EN进入迂回流道260，流过色轮210，再自气流出口 ET排出。以下将搭配图2D至图2E，针对迂回流道260的结构机制及其功效进行进一步的解说。
[0059]图2D是图2A的迂回流道的结构示意图。图2E是图2A的迂回流道的粉尘堆积情况示意图。请参照图2D，具体而言，在本实施例中，迂回流道260具有至少一转折。当气流AF从气流入口 EN进入迂回流道260时，可经由转折处改变气流AF的流场方向，再自气流出口 ET排出。换言之，气流AF在迂回流道260中蜿蜒前进。并且，由于气流AF经过转折处时，气流AF的流速将会受到影响而发生改变。换言之，气流AF在迂回流道260各处的流向及流速将不会一致，因此在气流AF尚未抵达色轮210处时，被气流AF挟带的粉尘DU会在流速较小的地方落下或是沉积在转折处(如图2E所示)。如此一来，将可降低粉尘DU沾附在色轮210上的可能性以达到防尘效果，进而维持系统亮度。
[0060]另一方面，通过迂回流道260内的气流AF的流动亦可提升色轮模组200与投影装置100的散热效果。举例而言，当转动中的色轮210驱动气流AF从气流入口 EN进入迂回流道260时，可与色轮210的马达230或转子231运转时所产生的高温气体进行混合，接着再自气流出口 ET排出。如此一来，将可有效降低色轮模组200与投影装置100的系统温度以达到散热效果，进而获得良好的可靠度。
[0061]值得注意的是，上述的迂回流道260的形状虽然是以U型流道为例，但本发明不限于此。在其他的实施例中，迂回流道的形状可依实际需求而进行不同的结构设计，并可依实际流场系统中的方向决定气流入口 EN以及气流出口 ET的位置。以下将搭配图3A至图3B，进行进一步的解说。
[0062]图3A是本发明另一实施例的一种迂回流道的结构示意图。本实施例的迂回流道360a与图2D的迂回流道260类似，而两者的差异如下所述。如图3A所示，在本实施例中，迂回流道360a具有多个转折。此外，迂回流道360a在平行于重力方向G的一平面上蜿蜒。换言之，迂回流道360a在垂直面上蜿蜒前进。由于迂回流道360a的多个转折亦可改变气流AF的流场方向，并使气流AF流经色轮210后，再自气流出口 ET排出，因此本实施例的迂回流道360a将可达到与迂回流道260类似的功效及优点，在此就不予赘述。
[0063]图3B是本发明再一实施例的一种迂回流道的结构示意图。本实施例的迂回流道360b与图3A的迂回流道360a类似，而两者的差异如下所述。如图3B所示，在本实施例中，迂回流道360b在垂直于重力方向G的一平面上蜿蜒。换言之,迂回流道360b在水平面上蜿蜒前进。此外，由于迂回流道360b的多个转折亦可改变气流AF的流场方向，并使气流AF流经色轮210后，再自气流出口 ET排出，因此本实施例的迂回流道360b亦可达到与迂回流道360a类似的功效及优点，在此就不予赘述。
[0064]图4是本发明另一实施例的色轮模组的前视示意图。本实施例的色轮模组400与图2C的色轮模组200类似，而两者的差异如下所述。如图4所示，在本实施例中，色轮模组400更包括多个散热鳍片470以及一风扇480。具体而言，在本实施例中，散热鳍片470导热地连接至罩体220与迂回流道260的壳体，以增加罩体220的热交换速率，因而提升散热效果。另一方面，风扇480设置于散热鳍片470旁，以产生气流流过这些散热鳍片470，藉以冷却这些散热鳍片470，进而降低罩体220内的色轮210、马达230及光感应器250的温度。如此一来，亦可更加提升色轮模组400的散热效果。此外，由于本实施例的色轮模组400与图2C的色轮模组200结构类似，因此本实施例的色轮模组400将可达到与色轮模组200类似的功效及优点，在此就不予赘述。
[0065]图5A是本发明一实施例的一种色轮模组应用于投影装置底座于一视角的分解图。图5B是图5A的色轮模组组装于投影装置底座的立体图。图5C是图5A的色轮模组与投影装置底座于另一视角的分解图。图是图5B的色轮模组与投影装置底座于另一视角的立体图。本实施例的色轮模组500与图2A的色轮模组200类似，而两者的差异如下所述。请参照图5A与图5B，在本实施例中，色轮模组500包括一盖体520以及一固定件590，其中盖体520与固定件590的上半部592共同构成了与图2A的罩体220类似的结构，以遮蔽色轮510，固定件590的下半部594、多个壁板562以及底座150的一部分共同形成了如图2B所示的迂回流道260而可使气流在其中流动。此外，在本实施例中，光感应器550配置在盖体520上，以感测色轮510转动的位置，其中色轮510设置于光感应器550与底座150之间。
[0066]另一方面，请再同时参照图5C与图在本实施例中，色轮510可通过固定件590组装于投影装置100的底座150。当气流流经色轮510后，可自气流出口 ET(示于图中)排出，以达到前述的防尘及散热效果。在本实施例中，这些壁板562以及底座150可为一体成型，即这些壁板562以及底座150可通过模造方式一起制作，故可减少模具成本。
[0067]综上所述，本发明的上述实施例可通过转动中的色轮来驱动气流在迂回流道中蜿蜒前进，使粉尘不易通过，因而降低粉尘沾附在色轮上的可能性以达到防尘效果。此外，本发明的上述实施例亦可通过气流的流动达到散热的效果，进而获得良好的可靠度。此外，本发明的上述实施例可经由罩体形成半封闭的空间以避免漏光，故不需额外配置遮光结构，因而降低产品成本。
[0068]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。
【权利要求】
1.一种色轮模组，包括: 一色轮； 一罩体，遮蔽该色轮；以及 一迂回流道，与该罩体相连通，并具有一气流入口以及一气流出口，其中该色轮用于驱动一气流，该气流从该气流入口进入该迂回流道，流经该色轮，再自该气流出口排出。
2.如权利要求1所述的色轮模组，其特征在于，该迂回流道具有至少一转折。
3.如权利要求1所述的色轮模组，其特征在于，该迂回流道在平行于重力方向的一平面上蜿蜓。
4.如权利要求1所述的色轮模组，其特征在于，该迂回流道在垂直于重力方向的一平面上蜿蜓。
5.如权利要求1所述的色轮模组，其特征在于，还包括: 多个散热鳍片，导热地连接至该罩体。
6.如权利要求1所述的色轮模组，其特征在于，还包括: 一风扇，设置于该些散热鳍片旁，以产生一冷却气流流过该些散热鳍片。
7.如权利要求1所述的色轮模组，其特征在于，还包括: 一马达，具有一转子，其中该转子连接该色轮； 一位置指标，配置在该转子上；以及 一光感应器，配置在该罩体上，并感测该位置指标的位置以获得该色轮转动的位置。
8.一种投影装置，包括: 一光源，用于发出一照明光束； 一色轮模组，包括:一色轮、一罩体以及一迂回流道， 该色轮配置于该照明光束的传递路径上； 该罩体遮蔽该色轮；以及 该迂回流道与该罩体相连通，具有一气流入口以及一气流出口，其中该色轮用于驱动一气流，该气流从该气流入口进入该迂回流道，流经该色轮，再自该气流出口排出； 一光阀，配置于该照明光束的传递路径上，将该照明光束转换为一影像光束；以及 一投影镜头，配置于该影像光束的传递路径上，以投射出该影像光束。
9.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该迂回流道具有至少一转折。
10.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该迂回流道在平行于重力方向的一平面上蜿蜓。
11.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该迂回流道在垂直于重力方向的一平面上蜿蜓。
12.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该色轮模组还包括: 多个散热鳍片，导热地连接至该罩体。
13.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该色轮模组还包括: 一风扇，设置于该些散热鳍片旁，以产生一冷却气流流过该些散热鳍片。
14.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，还包括: 一积分柱，配置于该照明光束的传递路径上。
15.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，该色轮模组还包括: 一马达，具有一转子，其中该转子连接该色轮； 一位置指标，配置在该转子上；以及 一光感应器，配置在该罩体上，并感测该位置指标的位置以获得该色轮转动的位置。
16.如权利要求15所述的投影装置，其特征在于，该光感应器位于该罩体相对于远离该照明光束的传递路径的一处。
【文档编号】G02B7/00GK104516079SQ201310444675
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】胡东洲, 连心慧, 邱胜裕 申请人:中强光电股份有限公司