CN100568081C - 可更换光导管之光机及其光导管装置和光导管装置组 - Google Patents

Abstract

一种可更换光导管之光机，用于具有数字微镜装置之数字光处理投影装置中，以搭载光源系统及成像系统。光源系统与该成像系统共同界定出光轴，该光源系统发射出之光线则沿该光轴，传递至该成像系统。此光机主要包含：底盘、至少一个承载边壁、固定框架及光导管装置。光导管装置包含光导管及托架装置。承载边壁与固定框架所共同界定出之容置空间的尺寸固定，且光导管及托架装置组合后之尺寸亦固定，且相同于该容置空间之尺寸。此容置空间具有与光轴重合之对称中心线，避免光轴偏移。因应不同面板尺寸及分辨率需求，对于不同尺寸的光导管，仅需更换不同尺寸之托架装置，即可进行完全相同之成像过程，无需更换光机或其底盘，大幅减低成本。

Description

可更换光导管之光机及其光导管装置和光导管装置组

技术领域

本发明涉及一种可更换光导管之光机，特别涉及一种能因不同需求，简易地于同一光机中更换所需尺寸之光导管的技术。

背景技术

常用之反射式数字光处理(Digital Light Processing^TM，DLP^TM)投影设备之作用过程，是将数字视频信号转换为一系列的数字光脉冲，而此一系列的数字光脉冲进入眼睛后，人类的眼睛便将它解译为彩色模拟图像。反射式数字光处理之主要技术在于数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)的使用，利用数字微镜装置便能将数字电子信号转换为光学信号而输出。

与液晶显示器(Liquid Crystal Display)所使用的模拟技术相比，反射式数字光处理投影设备的数字信号图像处理，不会受到温度、湿度等外在环境变动的影响。观看图像时，反射式数字光处理中的数字微镜其反射面之边长较数字微镜间的距离大，故能提供高填满率(fill factor)，使成像更趋自然。相比之下，液晶显示器之像素面积过小，造成画面具有颗粒感，图像变得不真实。数字微镜装置可以高速完成数字微镜的开(ON)关(OFF)动作，将显示画面迅速产生，不致发生图像模糊的状况，远优于液晶显示器的成像效果。

图1为反射式数字光处理投影设备之光机系统示意图。光线自光源101产生后，经色轮103及光导管105后，通过底盘107内部的棱镜装置109及数字微镜装置(图中未表示)进行处理，再将图像由投射透镜装置111直接投射出，或先经过镜面(图中未表示)，接着投射到显示屏幕上。光源101、色轮103及光导管105所在区域，统称光机之光源系统113；棱镜装置109、数字微镜装置及投射透镜装置111所在区域统称为光机之成像系统115。光源系统113与成像系统115共同界定出光轴，而光源系统113所发射出的光线则沿此光轴，传递至成像系统115而成像。

因应反射式数字光处理投影设备的数字微镜面板(DMD panel)尺寸及分辨率需求，例如0.9”、0.7、0.55”之面板尺寸等，需设计不同的光机底盘，以适应不同尺寸之光导管，使其仍能固定设置于该底盘上，以对应原先之光轴，而保持既有之光线传递路径，免遭变异。故对制造及组装成本，形成严重浪费。

为能因分辨率需要而改变光机中光导管尺寸，以简便方式进行光导管更换，免除构造不同光机底盘的花费，减少制造上的成本，且不致影响光线亮度及成像质量，便成为此业界亟需达成的目标。

发明内容

本发明之主要目的，即为提供一种用于投影装置中的光机，其底盘接受光导管装置之容置空间尺寸实质上固定，使得光机可应不同尺寸光导管之需求，不需重新变更设计以符所需。为达成上述目的，本发明提出一种可更换光导管之光机，用于投影装置中，以搭载光源系统及成像系统，其中光源系统与成像系统共同界定出光轴，光源系统发射出之光线则沿光轴传递至成像系统。此光机包含底盘、至少一个承载边壁、固定框架。至少一个承载边壁用以承载光导管装置；固定框架为可拆卸式地固定于光机底盘上。至少一个承载边壁与固定框架，共同界定出实质上呈长方体之容置空间，容置空间具有对称中心线，对称中心线与光轴实质重合。

本发明之次要目的是提供一种承载于如前述光机中之光导管装置，通过将其整体外观尺寸固定，使得其内设之光导管得以选择所需尺寸加以运用，而不需改变原先光机底盘之架构。此光导管装置包含光导管及托架装置。托架装置可分离地包覆于光导管之外部，并构成第一轮廓尺寸。前述容置空间界定出第二轮廓尺寸，其中第一轮廓尺寸实质上与该第二轮廓尺寸相同。此光导管装置之容置空间、第一轮廓尺寸及第二轮廓尺寸之中心线与光轴实质重合，避免成像之光轴偏移。

本发明之再一目的，即为提供一种用于承载于如前所述之光机中之光导管装置组。此光导管装置组包含多个光导管装置，具有实质上相同之第一轮廓尺寸。各光导管装置包含光导管及托架装置。托架装置可分离地包覆于该光导管之外部，并构成第一轮廓尺寸。前述容置空间界定出第二轮廓尺寸，其中第一轮廓尺寸实质上与第二轮廓尺寸相同。此光导管装置组所包含的多个光导管装置因应不同分辨率需求而选用，简便地装设于同一光机上，减少了光机制造成本，亦不影响光线亮度及成像质量。

在参阅附图及随后描述之实施方式后，所属技术领域的技术人员当可轻易了解本发明之基本精神及其它发明目的，以及本发明所采用之技术手段与较佳实施方式。

附图说明

图1为反射式数字光处理投影设备之光机系统示意图；

图2a为本发明可更换光导管之光机结构立体示意图；

图2b为本发明可更换光导管光机结构之放大立体示意图；

图3a为光导管装置之立体组合图；及

图3b为光导管装置之立体分解图。

主要元件标记说明

101：光源

103：色轮

105：光导管

107：底盘

109：棱镜装置

111：投射透镜装置

113：光源系统

115：成像系统

2：光机

201：光源系统

202：对称中心线

203：成像系统

205：底盘

207：固定框架

209、209’：承载边壁

211：肋条

213：光导管装置

215：顶框架

217：侧框架

219：螺丝

221：弹性顶推装置

3：光导管装置

301：光导管

303、305：托架

307：前挡板

309：注胶孔

具体实施方式

本发明之较佳实施例如图2a及图2b所示，为一种可更换光导管之光机，而图2b为图2a之放大图。此光机2用于投影装置中，用以搭载光源系统201及成像系统203。其中光源系统201与成像系统203共同界定出光轴，光源系统201发射出之光线则沿光轴传递至成像系统203，通过成像系统203处理成图像后，再投射于显示屏幕上。此光机2包含底盘205及固定框架207，该底盘205具有至少一个承载边壁209，用以承载光导管装置213。固定框架207为可拆卸式地固定于光机底盘205上。其中，至少一个承载边壁209与固定框架207，共同界定出实质上呈长方体之容置空间。此容置空间具有对称中心线202，对称中心线202与光轴实质重合。

较佳者，光机底盘包含两个承载边壁209、209’，此两个承载边壁209、209’系实质上互相垂直。前述固定框架207包含顶框架215、侧框架217及系紧装置，其中该系紧装置可为螺丝219。侧框架217与顶框架215实质上垂直，螺丝219适可使顶框架215及侧框架217，可拆卸式地固定于光机底盘205上。底盘205另包含基准抵靠装置，此基准抵靠装置可为肋条211，设于前述两个承载边壁209、209’上。该容置空间，主要是由肋条211与固定框架207所共同界定，使其对称中心线202与光轴实质重合。

更佳者，前述固定框架207另包含至少一个弹性顶推装置221，设于顶框架215及侧框架217中的至少一个，适以向内抵推承载之光导管装置213，以将光导管装置213固定于固定框架207中。此弹性顶推装置221可为弹片、弹簧及任何所属技术领域的技术人员可轻易推及之等效元件。

本发明之另一实施例参照图3a及图3b，为一种承载于如第一实施例所述之光机2中之光导管装置3，图3a系为光导管装置立体组合图，图3b系为光导管装置立体分解图，光导管装置3包含：光导管301；托架装置，可分离地包覆于光导管之外部，以保护、支持及定位光导管，并构成第一轮廓尺寸，此第一轮廓尺寸由宽度W及高度H定义而成，如图3a所示；容置空间界定出第二轮廓尺寸；其中第一轮廓尺寸实质上与第二轮廓尺寸相同。

更佳者，托架装置还包含多个注胶孔309，当托架装置包覆光导管301时，通过点胶方式将两者相对位置固定之用。在此实施例中，该多个注胶孔309均匀分布于托架装置上，以求胶注位置之均匀性。托架装置还包含两个对称之L型托架303、305，其组合后实质包覆光导管301。前述多个注胶孔309之数目及形状亦不限于此实施例所用之方式。

托架装置之形状及组合方式(譬如托架装置可由两互相垂直之铁片构成，且此托架装置形成并非完全包覆光导管之非封闭空间)亦不应受到限制，只要其与内部之光导管组合后所构成之光导管装置，具有实质上相同之第一轮廓尺寸，以配合前述容置空间所界定出之第二轮廓尺寸即可，亦即，该第一轮廓尺寸实质上与第二轮廓尺寸相同。

更甚者，托架装置还可包含多个固锁螺丝，系用以调整托架装置内的光导管，间接改变光导管射出的近乎平行光线进入光机内部时的角度与位置。该多个固锁螺丝可为2个，且其设置可为实质上互相垂直，以调整光导管与托架间的二维相对位置。

在前述实施例中，光机底盘、固定框架及托架装置皆由易散热材料制成，用以帮助光导管装置散热，避免热量累积使得光导管中的黏胶软化变质或熔化。该易散热材料可为铁、铜或铅等。前述光导管装置还可包含前挡板307，用以使光源所产生的光线集中进入光导管301中，免于因入射光线位准之失误，而导致部分光源撞击光导管之边壁，而产生非正常的光线行进。

以数字微镜装置面板尺寸为0.7”和0.5”为例，其所需光导管之口径分别为6.15×4.8毫米和4.8×3.8毫米，且包覆光导管之托架装置厚度为0.6毫米，则两者之托架装置所界定之第一轮廓尺寸分别为：前者之宽度W为0.6×2+6.15＝7.35毫米，高度H为0.6×2+3.8＝6.0毫米；后者之宽度W为6.0毫米，高度H为5.0毫米。若欲共享部分光学元件以节省成本，便须设计不同光导管定位系统，以符合光导管之光轴与光源系统及成像系统之光轴实质重合。本发明仅于光导管装置上做变更，亦即尺寸为6.15×4.8毫米之光导管仍使用厚度0.6毫米的托架装置，但4.8×3.8毫米之光导管则使用厚度1.275×1.1毫米的托架装置，两者之托架装置所界定之第一轮廓尺寸分别为：前者之宽度W为0.6×2+6.15＝7.35毫米，高度为0.6×2+3.8＝6.0毫米；后者之宽度W为1.275×2+4.8＝7.35毫米，高度H为1.1×2+3.8＝6.0毫米，通过改变光导管装置中的托架装置之尺寸，使其于包覆不同尺寸之光导管时，仍能保持固定之外观轮廓尺寸，将光导管装置之光轴保持于固定之直线上。

综上所述，虽然本发明以前述实施例说明之，但并非用以限定本发明之实施方式，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和权利要求所界定的内容及其均等技术范围下，当可做各种更动与修改。

Claims (6)

1.一种可更换光导管之光机，其特征是用于具有数字微镜装置的数字光处理投影装置中，以搭载光源系统及成像系统，其中该光源系统与该成像系统共同界定出光轴，该光源系统发射出之光线则沿该光轴，传递至该成像系统；该光机包含：

底盘，具有至少一个承载边壁，用以承载光导管装置；及

固定框架，可拆卸式地固定于该光机底盘上；

该至少一个承载边壁与该固定框架，共同界定出呈长方体之容置空间，该容置空间具有对称中心线，该对称中心线与该光轴重合。

2.根据权利要求1所述之光机，其特征是该光机底盘包含两个承载边壁，这两个承载边壁互相垂直，以及

该底盘另包含基准抵靠装置，设于上述两个承载边壁上，该基准抵靠装置与该固定框架，所共同界定出之该容置空间，使该承载之光导管装置之对称中心线与该光轴重合。

3.根据权利要求2所述之光机，其特征是该固定框架包含：

顶框架；

侧框架，与该顶框架垂直；及

系紧装置，使该顶框架及该侧框架，可拆卸式地固定于与该光机底盘上。

4.根据权利要求3所述之光机，其特征是该固定框架另包含弹性顶推装置，设于该顶框架及该侧框架中的至少一个，适以向内抵推该承载之光导管装置。

5.一种承载于如权利要求1所述之光机中之光导管装置，其特征是包含：

光导管；

托架装置，可分离地包覆于该光导管之外部，并构成第一轮廓尺寸；及

该容置空间界定出第二轮廓尺寸；

其中该第一轮廓尺寸与该第二轮廓尺寸相同。

6.一种用于承载于如权利要求1所述之光机中之光导管装置组，其特征是包含：

多个光导管装置，具有相同之第一轮廓尺寸；各个光导管装置包含：

光导管；

托架装置，可分离地包覆于该光导管之外部，并构成该第一轮廓尺寸；及

该容置空间界定出第二轮廓尺寸；

其中该第一轮廓尺寸与该第二轮廓尺寸相同。

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