光导管的定位及调整装置的制作方法

专利名称：光导管的定位及调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光导管的定位及调整装置，特别是涉及一种使用于DLP(Digital Light Processing)投影机中的光导管的定位及调整装置。
背景技术：
早期投影技术是由阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)三枪投影，但因为应用此种技术所需的投影机体积大，分辨率差，因此后来即被液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)投影技术所取代。
LCD投影技术的投影原理是将光投射穿过红绿蓝三原色滤镜后，将三原色导射穿透三片液晶面板(LCD Panel)上，然后再合成投射成像。一般而言，LCD投影技术的色彩饱和度及色温较佳，然而穿透式液晶面板受限于光线穿透率的影响，所以光效率会比反射式差，另外也受限于光学引擎(OpticalEngine)结构的关系，体积无法做到很小，相对地重量也比较重。
近年来，又有一项新的投影技术，即数字光学处理(Digital LightProcessing，DLP)技术，请参阅美国专利号US 5,658,063。此种DLP投影技术是在1996年由美国德州达拉斯的德州仪器公司(Texas InstrumentsIncorporated)所研发成功。不同于过去LCD投影技术将光线穿透液晶面板成像的方式，DLP投影原理是将光投射穿过高速转动的红绿蓝三色转盘再投射到DLP芯片反射成像。此项技术的关键性组件是一种由二比特脉冲调变来控制的半导体基准组件，即数字微镜组件(Digital Micromirror Device，DMD)，此组件可由前述的美国德州达拉斯的德州仪器公司获得。
这种DMD芯片快速且具有反射性的数字光学开关，能很准确地控制光源。由于DLP投影技术将光线改经由DMD芯片上的微细镜片反射产生影像，这样的技术可以将投影机的重量大幅度降低，体积也能大幅度地缩小，同时提供较好的光效率及较高的分辨率。由于DMD具有反射性及高填满率的特性，可产生较高的光学效率，因此DLP投影技术非常适用于需要高亮度及高解像度的用途。DLP投影技术较佳的散热性，也使得DLP投影机可以使用高瓦数的光源，而不会减低DMD的寿命，同时DLP投影技术的全数字化设计，提供了更为正确并稳定的再生影像。
在应用DLP投影技术的DLP投影机中，设置在光源以及光学引擎间的光导管(Light Pipe)为光学组件中不可缺少的折射重要组件。在光学的要求之下，光导管必须被设计成可以进行上下以及左右调整的型式，以达到调整投影画面的要求。所以，必须为光导管提供一种定位及调整机构。
一般而言，DLP投影机都是应用夹持装置(Clip Means)及托架(Bracket)作为光导管的定位装置，并且利用螺丝进行上下及左右的调整。请参阅图1a，图1a为一现有技术的光导管13的定位及调整装置。现有技术利用夹持装置11的刚性弹力，将光导管13承靠在镁铝合金的光学引擎12的平面121上，而定位光导管13，并且利用螺丝14对光导管13进行左右方向的微调，以及利用螺丝15对光导管13进行上下方向的微调。由于光导管13的制作方式一般都是由四片玻璃131、132、133、134黏接叠合的方式形成，请参阅图1b，四片玻璃131、132、133、134表面所能承受的压力非常小，所以夹持装置11必须透过黏附在光导管13上的U型托架16、17来定位光导管13。
在现有技术的U型托架16、17的配置下，当以螺丝14进行左右水平方向调整时，U型托架16将向内变形而直接压迫光导管13。而在如图1b所示的现有技术的光导管13的黏合方式下，光导管13往往承受不了此一侧面压力而使两片侧面玻璃131、133崩垮。反之，在相同的光导管13的黏合方式下，当以螺丝15进行上下垂直方向调整时，光导管13所承受的是来自上方及下方的压力，由于此时顶玻璃132以及底玻璃134受到两片侧面玻璃131、133的支撑，所以光导管13不太会发生崩垮。
在如图1a及图1b所示光导管13的定位及调整装置的机构设计上，通常必须利用公式计算夹持装置11将产生多少的弹力以及光导管13能承受多少的压力，以避免压力过大而使光导管13崩垮。这些计算往往形成设计结构上的一种难度，并且在夹持装置11及U型托架16、17的制造过程中，模具的公差精度及冲压稳定度都必须控制适当，才能符合上述要求。此外，除了上述光导管13所承受侧面压力的情况外，关于光导管13的崩垮还必须考虑到热能所造成的影响。即，因为光导管13都是以黏胶黏合四片玻璃方式制成，因此当光线通过光导管13时，若温度太高而超过黏胶的耐热值时，将使光导管13崩垮，况且光导管13表面所黏附的U型托架16、17也可能防碍散热，而加速光导管13崩垮。
由于现有技术在机构设计上必须考虑许多因素，而带来许多不方便，因此有必要进一步提供一种更为简便且不致使光导管崩垮的定位及调整装置。

发明内容
本发明的目的在于提供一种光导管的定位及调整装置，并且此种定位及调整装置将能确保光导管不至于崩垮。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种定位及调整装置，供定位及调整一光导管(light pipe)，该光导管由一片顶玻璃、一片底玻璃、一片右侧玻璃以及一片左侧玻璃黏合而成，该光导管设置于一投影机(projector)的一光学引擎(optical engine)上，该定位及调整装置包括一矩形托架(rectangularbracket)，该矩形托架由一金属薄片一体弯折制成，该金属薄片具有一第一端以及一第二端，当该金属薄片弯折成该矩形托架时，该第一端与该第二端互相垂直抵靠，以形成一封闭空间，以供容纳该光导管；一夹持装置(clipmeans)，以供定位该矩形托架；一第一调整螺丝(first adjustment screw)，该第一调整螺丝的一前端抵触该矩形托架的一侧面，通过调整该第一调整螺丝的松紧度，以调整该光导管水平方向的位置；以及一第二调整螺丝(secondadjustment screw)，该第二调整螺丝的一前端抵触该矩形托架的一底面，通过调整该第二调整螺丝的松紧度，以调整该光导管垂直方向的位置。
本发明还提供一种定位及调整装置，其供定位及调整一光导管，该光导管设置在一光学引擎上，该光导管由一片顶玻璃、一片底玻璃、一片右侧玻璃以及一片左侧玻璃黏合而成，该顶玻璃具有一顶玻璃左侧面与一顶玻璃右侧面，该底玻璃具有一底玻璃左侧面与一底玻璃右侧面，该定位及调整装置包括一夹持装置固定于该光学引擎上，该夹持装置与该光学引擎间形成一收纳空间；一托架设置于该收纳空间中，该托架抵接于该顶玻璃左侧面，该顶玻璃右侧面，该底玻璃左侧面与该底玻璃右侧面；一水平调整装置以可水平移动方式固定于该光学引擎上，该水平调整装置抵接该托架的一侧面，通过调整该水平调整装置的水平位置，以调整该光导管的水平位置；以及一垂直调整装置以可垂直移动方式固定在该光学引擎上，该垂直调整装置抵接该托架的一底面，通过调整该垂直调整装置的垂直位置，以调整该光导管的垂直位置。
本发明的另一目的在于提供一种材料容易取得以及容易制造的光导管的定位及调整装置。为此，本发明的金属薄片为一不锈钢薄片。
本发明的另一目的在于提供一种能有效散热的光导管的定位及调整装置，以避免热能加速光导管的崩垮。为此，本发明的矩形托架进一步包括至少一凸点，此至少一凸点与光导管的四片玻璃中每一片玻璃长轴方向的侧面接触。如此，通过减少矩型托架与光导管的接触面积，本发明将提供较佳的散热效果。
本发明装置的优点在于，其可确保光导管不会崩垮，并且其结构简单合理，调整方便。


图1a为一现有技术光导管的定位及调整装置示意图；图1b为图1a中的光导管及U型托架；图2a为本发明的一实施例的组合图；图2b为本发明的一实施例的分解图；图3a为本发明的一实施例的光导管及矩型托架示意图；图3b为本发明的一实施例的矩型托架示意图；图3c为图3b的矩型托架在a-a’剖面线的剖视图。
具体实施例方式
光导管(Light Pipe)在DLP投影机中是不可或缺的光学折射组件。一般而言，光导管设置在光学引擎的基准平面上，并且与光源光学耦合(opticallycoupling)，以使来自光源的光线经过光导管内部折射后，投射穿过光学引擎上的红绿蓝三色转盘，之后再投射到DMD芯片上反射成像。基于光学上的要求，光导管必须被设计为可以上下以及左右调整的结构，因此必须提供光导管一种定位及调整装置，以对光导管进行上下以及左右位置的调整。然而现有技术的光导管的定位及调整装置普遍存在容易使光导管崩垮的缺点，故本发明另外提出一种光导管的定位及调整装置以克服现有技术的缺点，并避免因为光导管崩垮而产生光学上的蓝边(Blue Edge)现像。
请参阅图2a以及图2b，本发明利用夹持装置21、矩型托架26、27将光导管23定位在光学引擎22的平面221上。此处须注意的是，夹持装置21、光学引擎22、光导管23与现有技术的夹持装置11、光学引擎12、光导管13大体相同；至于现有技术的U型托架16以及17，则被本发明的矩型托架26以及27所取代。
如图2a以及图2b所示，夹持装置21具有弹片211以及212、螺丝213以及214。矩型托架26以及27分别黏附在光导管23的两端上，并且弹片211以及212分别与矩型托架26以及27弹性接触，螺丝213以及214则可将矩型托架26以及27连同光导管23锁附在光学引擎22的平面221上。如此，可通过夹持装置21而定位光导管23，并且因为弹片211以及212分别接触矩型托架26以及27的顶平面，而非直接接触光导管23，因此可避免压力集中而使光导管23崩垮。
此外，如图2a以及图2b所示，本发明利用第一调整螺丝24调整光导管23左右水平方向的位置，以及利用第二调整螺丝25调整光导管23上下垂直方向的位置。此处须注意的是，第一调整螺丝24与现有技术的螺丝14大体相同，并且第二调整螺丝25与现有技术的螺丝15大体相同。然而，本发明与现有技术不同的是，当进行左右方向位置的调整时，现有技术的螺丝14抵扣着U型托架16，由于U型托架16的一面直接接触光导管13，因此可能因压力集中而使光导管13崩垮；反之，本发明使第一调整螺丝24接触到矩型托架26的侧平面，由整个矩形托架26平移来改变光导管23左右方向位置，因此可避免压力集中而使光导管23崩垮。同样地，当进行上下方向位置的调整时，第二调整螺丝25接触到矩型托架26的底平面，以透过矩形托架26上下移动来改变光导管23上下位置，因此可避免压力集中而使光导管23崩垮。
请参阅图3a、图3b以及图3c，以获得本发明的矩型托架26及27的进一步说明。需注意的是在本发明的较佳实施例中，矩型托架26以及矩型托架27相同，因此以下虽仅针对矩型托架26加以说明，但此一说明同样适用在矩型托架27上。
如图3a所示，光导管23由一片顶玻璃233，一片底玻璃232，一片右侧玻璃231以及一片左侧玻璃234所黏合而成，并且矩型托架26以及27分别黏附在光导管23的两端。详言之，矩型托架26以及27分别具有一黏接槽35，可在此黏接槽35内供涂布黏胶，以将矩型托架26以及27黏附至光导管23上。并且矩型托架26以及27分别具有一定位档板34，以供将矩型托架26以及27分别定位在光导管23的两端。
如图3b以及图3c所示，矩型托架26由一金属薄片一体弯折制成，此金属薄片较佳者为一不锈钢薄片，其具有一第一端31以及一第二端32，当金属薄片弯折成矩形托架26时，第一端31与第二端32垂直地抵靠在一起。因此当矩型托架26受到来自侧面的压力F以及压力F的反作用力F’时，如图3c所示，由于第二端32垂直抵靠在第一端31上而受到第一端31的支撑，因此相对于现有技术的U型托架16而言，本发明的矩型托架26不太容易产生变形。
在本发明的较佳实施例中，本发明进一步在矩型托架26的内表面以冲压技术冲设出至少一凸点，以与光导管23接触。如此，除可减少光导管23的受压面积外，并可以增进光导管23的散热效率。
请参阅图3a、图3b以及图3c，本发明进一步在矩型托架26的内表面以冲压技术冲设出凸点331、332、333、334、335、336、337以及338。矩型托架26可利用这些凸点331、332、333、334、335、336、337以及338分别与顶玻璃233、底玻璃232、右侧玻璃231以及左侧玻璃234接触。因此，矩型托架26是以“点”的方式，而非以“面”的方式与光导管23接触。此种接触方式除可以大幅度减低光导管23的受压面积外，相对于现有技术的U型托架16紧密地黏附在光导管13上，本发明的矩型托架26与光导管23之间保有空隙可供散热。
此外，在本发明的较佳实施中，矩型托架26的至少一凸点可设计为与光导管23的顶玻璃233、底玻璃232、右侧玻璃231或左侧玻璃234长轴方向的侧面部分接触。如此，将使光导管23受压的面积减至最低，更不易产生光导管23崩垮的情形。
如图3a以及图3c所示，顶玻璃233具有一右侧面2331以及一左侧面2332；底玻璃232具有一右侧面2322与一左侧面2321；右侧玻璃231具有一顶面2312与一底面2311；以及左侧玻璃234具有一顶面2341与一底面2342。如图3a及图3c所示，凸点331及335同时抵接右侧玻璃234的底面2342与底玻璃232的左侧面2321；凸点334及338同时抵接左侧玻璃234的顶面2341与顶玻璃233的左侧面2332；凸点332及336同时抵接右侧玻璃231的底面2311与底玻璃232的右侧面2322；以及凸点333及337同时抵接右侧玻璃231的顶面232与底玻璃232的右侧面2322。如此，将使光导管23受压的面积减至最低，并且使压力作用在顶玻璃233、底玻璃232、右侧玻璃231以及左侧玻璃234的长轴方向，因此更不易产生光导管23崩垮的情形。
本发明通过上述的配置，将能克服现有技术容易使光导管崩垮的缺点，以上结合较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做一些更动与润饰，本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
权利要求
1，一种定位及调整装置，供定位及调整一光导管(light pipe)，该光导管由一片顶玻璃、一片底玻璃、一片右侧玻璃以及一片左侧玻璃黏合而成，该光导管设置于一投影机(projector)的一光学引擎(optical engine)上，该定位及调整装置包括一矩形托架(rectangular bracket)，该矩形托架由一金属薄片一体弯折制成，该金属薄片具有一第一端以及一第二端，当该金属薄片弯折成该矩形托架时，该第一端与该第二端互相垂直抵靠，以形成一封闭空间，以供容纳该光导管；一夹持装置(clip means)，以供定位该矩形托架；一第一调整螺丝(first adjustment screw)，该第一调整螺丝的一前端抵触该矩形托架的一侧面，通过调整该第一调整螺丝的松紧度，以调整该光导管水平方向的位置；以及一第二调整螺丝(second adjustment screw)，该第二调整螺丝的一前端抵触该矩形托架的一底面，通过调整该第二调整螺丝的松紧度，以调整该光导管垂直方向的位置。
2.如权利要求1所述的定位及调整装置，其中该金属薄片为一不锈钢薄片。
3，如权利要求1所述的定位及调整装置，其中该矩形托架进一步包括至少一凸点，该至少一凸点与该顶玻璃长轴方向的一侧面接触。
4，如权利要求1所述的定位及调整装置，其中该矩形托架进一步包括至少一凸点，该至少一凸点与该底玻璃长轴方向的一侧面接触。
5，如权利要求1所述的定位及调整装置，其中该矩形托架进一步包括至少一凸点，该至少一凸点与该右侧玻璃长轴方向的一侧面接触。
6.如权利要求1所述的定位及调整装置，其中该矩形托架进一步包括至少一凸点，该至少一凸点与该左侧玻璃长轴方向的一侧面接触。
7.如权利要求1所述的定位及调整装置，其中该矩形托架进一步包括一第一凸点以及一第二凸点，分别与该底玻璃的一左侧面与该左侧玻璃的一底面接触；一第三凸点以及一第四凸点，分别与该底玻璃的一右侧面与该右侧玻璃的一底面接触；一第五凸点以及一第六凸点，分别与该顶玻璃的一左侧面与该左侧玻璃的一顶面接触；以及一第七凸点以及一第八凸点，分别与该顶玻璃的一右侧面与该右侧玻璃的一顶面接触。
8，一种定位及调整装置，供定位及调整一光导管，该光导管设置在一光学引擎上，该光导管由一片顶玻璃、一片底玻璃、一片右侧玻璃以及一片左侧玻璃黏合而成，该顶玻璃具有一顶玻璃左侧面与一顶玻璃右侧面，该底玻璃具有一底玻璃左侧面与一底玻璃右侧面，该定位及调整装置包括一夹持装置固定于该光学引擎上，该夹持装置与该光学引擎间形成一收纳空间；一托架设置于该收纳空间中，该托架抵接于该顶玻璃左侧面，该顶玻璃右侧面，该底玻璃左侧面与该底玻璃右侧面；一水平调整装置以可水平移动方式固定于该光学引擎上，该水平调整装置抵接该托架的一侧面，通过调整该水平调整装置的水平位置，以调整该光导管的水平位置；以及一垂直调整装置以可垂直移动方式固定在该光学引擎上，该垂直调整装置抵接该托架的一底面，通过调整该垂直调整装置的垂直位置，以调整该光导管的垂直位置。
9，如权利要求8所述的定位及调整装置，其中该托架还包括一上左凸点与一上右凸点，该上左凸点抵接于该顶玻璃左侧面，该上右凸点抵接该顶玻璃右侧面。
10，如权利要求9所述的定位及调整装置，其中该托架还包括一下左凸点与一下右凸点，该下左凸点抵接于该底玻璃左侧面，该下右凸点抵接该底玻璃右侧面。
11，如权利要求10所述的定位及调整装置，其中该右侧玻璃具有一右侧玻璃顶面与一右侧玻璃底面，该上右凸点抵接该右侧玻璃顶面与该顶玻璃右侧面，该下右凸点抵接该右侧玻璃底面与该底玻璃右侧面。
12，如权利要求10所述的定位及调整装置，其中该左侧玻璃具有一左侧玻璃顶面与一左侧玻璃底面，该上左凸点抵接该左侧玻璃顶面与该顶玻璃左侧面，该下左凸点抵接该左侧玻璃底侧面与该底玻璃左侧面。
全文摘要
一种定位及调整光导管的装置，包括一矩形托架，由金属薄片一体弯折制成，当弯折成矩形托架时，金属薄片的第一端与第二端垂直互相抵靠，以形成封闭空间供容纳光导管；一夹持装置，供定位矩形托架；一第一调整螺丝，其前端抵触矩形托架的侧面，可通过调整第一调整螺丝的松紧度，以调整光导管水平方向的位置；以及一第二调整螺丝，其前端抵触矩形托架的底面，可通过调整第二调整螺丝的松紧度，以调整光导管垂直方向的位置。
文档编号G03B21/14GK1410829SQ0113537
公开日2003年4月16日 申请日期2001年10月9日 优先权日2001年10月9日
发明者李鸿成 申请人:明基电通股份有限公司