CN101164003A

CN101164003A - 包括自动调整的扇形件的色轮

Info

Publication number: CN101164003A
Application number: CN 200680013151
Authority: CN
Inventors: A·奥厄尔
Original assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2008-04-16

Abstract

一种用于投影仪的色轮具有盘形的支架，该支架能够围绕中心轴线旋转并具有数个安装在该支架上平的整体式的滤色扇形件。滤色扇形件在相对于旋转轴线的径向方向上对齐，并在支架的外围形成圆环形区域，该区域相对于支架中心呈同心布置，其中，滤色扇形件的周边包括两个径向区域，这两个径向区域分别具有至少一个成形部。因此，相邻滤色扇形件的成形部相互配合形成孔，设在支架上的销以形状配合连接的方式嵌入这些孔中。

Description

包括自动调整的扇形件的色轮

技术领域

本说明书涉及一种应用于投影仪的可旋转色轮，以实现成像元件的按颜色顺序照明。

背景技术

大多数投影仪仅使用一个成像元件，以在屏幕上产生彩色图像：为了产生彩色图像，必须用不同颜色的光束按顺序地照射该成像元件。如果该顺序设计成具有足够高的频率，那么人眼不能够在时间上分辨出因此而产生的单色彩色图像的顺序。结果是，对于观察者而言，产生了多种颜色的彩色图像的印象。一种实现对此所需的按顺序照射的方法是，将双色滤色扇形件固定在可旋转的支架上并将滤色扇形件放置在光束的光路中。在相应的几何布置中，产生色轮，该色轮在支架连接到电动机轴上时可旋转。由于在应用中，这种色轮的旋转必须相当快，因此出现了很强的离心力，其作用于双色滤色扇形件上。因此为了将滤色器固定在支架上所用的装置必须提供足够的稳定性。

然而，在大多数情况下，只通过粘接将滤色扇形件固定在支架上是足够的。US 5,868,482(Edlinger)公开了一种这样的色轮，该色轮包括盘形的支架，以及在该色轮中，滤色扇形件是借助环氧树脂胶粘剂而被固定在盘形支架上。

然而，该公开文献没有对在该盘形支架上调整滤色器进行描述。该调整之所以重要，是因为为了使色轮可以快速地旋转，很好地经过平衡的色轮是必要的。如果不对扇形件进行调整，那么必须采取其他平衡措施。这种装配方法包括费时的步骤，如涂覆胶粘剂，调整扇形件，使胶粘剂硬化，使色轮平衡。这种方法的自动化只能是困难的，因此该方法是昂贵的。

另外，在有些情况下，仅仅通过胶粘剂将扇形件固定在支架上看来是不够的。有时，如在基于力的计算，仅仅借助胶粘剂的固定看来是不够的情况下，用于进一步固定的机械装置是必要的。在这种情况下，根据现有技术，在扇形件中钻出孔并使用螺钉，以将扇形件附加地固定在盘形支架上。但是，这是相当复杂的方法。此外，通过这样会影响扇形件的机械稳定性。

在US 6,011,662中公开了一种色轮，该色轮具有可更换的滤色元件。盘形的支架包括用于固定扇形件的特殊结构，这些特殊结构包括沿着支架外围的弹簧元件。每个扇形件装配在分别为该扇形件准备的平台上。

扇形件的这些平台包括凹形成形部，在这些成形部内分别装入相应的销，这些销设在支架上。此外，这些平台还包括向下延伸的球形突出物，这些球形突出物嵌入为此而设置的凹穴内。

每个平台在上侧包括倾斜的嵌入边。支架包括多个销和成形部。色彩元件嵌入支架内并向下压紧。这些销嵌入平台的凹形成形部内。球形突出物嵌入支架的凹穴内。

只要将色彩元件的底面向下压紧在支架上，该色彩元件通过这些结构保持其在支架上的位置。弹簧只在位于色彩元件平台上的整个倾斜边上延伸。通过首先提升弹簧，色彩元件可以被支架提升。

US 6,011,662所针对的是实现一种色轮，该色轮具有容易更换的且可由使用者选择的滤色元件。然而，如借助上述描述可容易地看出，这是比较复杂的装置：滤色扇形件必须固定在平台上，包括弹簧等等。因此，在那描述的色轮是昂贵的解决方案，倘若本领域技术人员具有寻求一种更加价廉的装配方法的任务，则他不会考虑这种方案。

要解决的任务

本发明的目标是一种解决方案，该方案至少部分地克服了上面提到的现有技术的问题。在这里，重点是提出一种装配方法，在该方法中，要装配在支架上的扇形件得到自动且准确的调整，并且是利用一个步骤来固定。如果确实需要，只需要在很小的程度地使由此得到的色轮平衡。该色轮应当容易制造且成本低廉。扇形件在支架上的固定应当不只是通过粘接来实现。

发明的简要说明

根据本发明的解决方案包括具有盘形支架的色轮。颜色扇形件分别是由单件制成并包括凹形成形部。在这些成形部内接合有形状适合的销，这些销设置在盘形支架上。必要时，这些销也可以设在用于在轴向上将过滤扇形件固定在盘形支架上的附加的装置上。这些附加的装置例如可以是塑料环，该塑料环借助化学连接、机械式卡扣连接、超声波焊接或者其他合适的方法来固定。

这形成了一种用于投影仪的色轮，该色轮具有盘形的支架，该支架能够围绕中心轴线旋转并具安装在该支架上的平的单件的滤色扇形件，这些滤色扇形件在相对于旋转轴线的径向方向上对齐，并在支架的外围形成圆环形区域，该区域相对于中心呈同心布置，其中，滤色扇形件的周边包括两个径向区域，它们分别具有至少一个成形部，使得相邻滤色扇形件的成形部相互配合形成孔，设在支架上的销以形状配合连接的方式嵌入这些孔中。

为此，根据本发明，这样的单件的色轮扇形件是必要的，它们的周边具有外圆弧以及两个径向部分，这两个径向部分包括至少一个直线延伸的区域，这些区域的走向相对定向，使得直线的延长部分以这样的方式通至一交点，即径向部分的直线走向分别被至少一个成形部中断。

附图说明

图1a是现有技术的色轮；

图1b是现有技术的色轮的分解图；

图1c是装配好的现有技术的色轮；

图2a是根据本发明的第一种实施方式的色轮扇形件；

图2b是根据图2a实施方式的色轮的分解图；

图2c是装配好的根据图2a实施方式的色轮；

图3a是根据本发明的第二种实施方式的色轮扇形件；

图3b是根据图3a实施方式的色轮的分解图；

图3c是装配好的根据图3a实施方式的色轮；

图3d是装配好的没有固定环的色轮；

图4a是根据本发明的第三种实施方式的色轮扇形件；

图4b是根据图4a实施方式的色轮的分解图；

图4c是装配好的根据图4a实施方式的色轮，其中，扇形件尚未固定到支架上；

图4d是装配好的根据图4a的色轮，其中，固定是借助熔化过程来实现；

图5是色轮部件的根据本发明的另一种实施方式。

具体实施方式

下面借助附图详细地描述本发明。讨论几种优选的实施方式。不过，在下一段落中将描述根据现有技术的一种典型的解决方案，这是为了之后能够具体地阐明本发明相对于现有技术的优点。

图1a至1c示出了现有技术的部件。图1a示出了色轮扇形件3，其中，周边包括外圆弧5、内圆弧7和两个直线的径向部分9，9’。在该实施例中，两个径向部分9，9’相对于它们的交点的内插所张的角度为120°。因此，三个这样的扇形件3，3’，3”构成完整的色环19，如在图1b中所示。每个扇形件3，3’，3”可以包括滤色器，滤色器互不相同。

例如，扇形件3包括蓝色透射滤色器，该滤色器的特征是它透射波长为420nm到500nm的光，并基本上反射其余可见光。扇形件3’可以包括红色透射滤色器，该滤色器的特征是它能透射波长为600nm到680nm之间的光并基本上反射其余可见光。扇形件3”可以包括绿色透射滤色器，该滤色器的特征是它能透射波长为500nm到600nm之间的光并基本上反射其余可见光。

能够构成环的扇形件的数量可以不是数目3。此外，轮也可以包括具有相同的光学过滤器或者中性的白色元件扇形件。只要角度的总和等于360°以形成环，可以为每个扇形件单独选取扇形角度。

然而，为了说明本发明，在实施例中局限于仅具有三个扇形件的色轮是足够的，其中，这不应当将本发明限制在具有三个扇形件的色轮。

图1b示出了色轮部件的分解图，其中，色环19固定在支架11上。在根据现有技术的几种解决方案中，扇形件粘接在支架上。有时，如在图1b中所示，支架11包括圆柱形孔13，以及为了固定扇形件而设有固定盘15，该固定盘包括固定圆柱体17。为了对系统进行装配，固定圆柱体17压入圆柱形孔13内，固定盘将扇形件3，3’，3”夹紧在它与支架11之间。在这种情况下，支架11以及固定盘15和固定圆柱体17都是由金属组成，以确保良好的机械接触和承受扇形件在轮旋转时作用在接触点上的径向力。

最后，图1c示出了装配好的现有技术的色轮23。在所述的实施例中，扇形件是单件的部件，这些部件粘接在支架上并夹紧在支架和固定盘之间。

图2a至2c示出了根据本发明的第一种优选实施方式的扇形件和色轮。图2a示出了单件的色轮扇形件103，该扇形件的周边具有外圆弧105和内圆弧107以及两个径向部分109，109’。两个径向部分109，109’包括至少一个三角形的成形部110，112。

如果三个这样的单件的色轮扇形件103，103’，103”组装成完整的色环119，那么相邻扇形件的相邻成形部110，112’形成矩形的，优选是正方形的孔。

这些扇形件固定到支架111上，从而设在支架111上的销150，150’，150”形状配合连接地嵌入成形部110，110’，110”，112，112’，112”。借助这些嵌入成形部内的销，扇形件自动调整。在这里描述的实施例中，销150，150’，150”的高度小于扇形件103，103’，103”的玻璃的厚度。该玻璃例如具有1.2mm的厚度，而销的高度可以相应较小地为1mm。然而，它们之差可以选取到很小。

与已针对现有技术所描述的相同的方式，支架111包括圆柱形孔113，色环119被夹紧在固定盘115和支架111之间。设在固定盘115上的固定圆柱体117压入圆柱形孔113内。为了将固定盘115固定在支架111上，可以附加地使用锚定原理。这种锚定原理需要设在固定圆柱体117上的锚定件和设在支架111的圆柱形孔113内的附加的沟槽157。

使用形状配合连接地嵌入成形部110，110’，110”和112，112’，112”内的销150，150’，150”的其中一个优点是，单件的扇形件相对于支架自动调整。以所述的本发明的方式使用销和成形部的另一个更大的优点在于，如果扇形件一次在轴向上例如借助固定盘115固定在支架上，这些扇形件将在旋转时出现的离心力基本上传递到销150，150’，150”上。

换句话说，销和成形部组成的系统相互配合形成机械装置，扇形件的离心力被传到这些机械装置上，并且由这些机械装置来抵抗这些离心力。因此，这些由于吸收径向力的装置与用于在轴向上将扇形件固定到支架上的装置分离。

由于这个原因，支架111和/或固定盘115，连同固定圆柱体117及必要时锚定件153可以以便于生产的方式由塑料材料形成。因此，另外实现了在不使用胶粘剂的情况下的一种装配方法。

当然，嵌入在成形部内的销也可以设置在固定盘115的底面上。如已经提到的，在本实施例中，选取的销的高度小于扇形件的厚度，以保证扇形件通过固定盘在轴向上有效地被压紧在支架上。

与此不同的是，在根据本发明的第二种实施方式中不是这种情形，如在图3a至3d中所示。为了给出不同成形部的例子，在图3a所示的单件的扇形件203在其周边的径向部分中包括凹形成形部。在该实施例中，由于不使用固定圆柱体，内圆弧的实现可以不予考虑。

然后，如在图3b中所示，三个这样的扇形件203，203’，203”合并成色环219，使得相邻扇形件的成形部形成至少近似椭圆形的孔。这些扇形件布置在支架211上，在该支架上又设有销250，250’，250”。这些销的外形为椭圆柱体及头部，它们可以用作锚定件。在该实施例中，销的椭圆柱体的高度等于扇形件的厚度。如果现在将扇形件203，203’，203”设置到支架211的表面上，那么销连同头部用作锚定件，该锚定件在不需要附加的固定盘的情况下在轴向上将扇形件充分地固定在支架上。

图3b示出经过这样装配的色轮。在这里所示的是裂开的销250，250’，250”。然而，本领域技术人员知道在这里所应用的锚定原理的极其不同的变形方案。例如，销的头部完全可以设计成可变形的，而不是使销本身裂开。

当然，如果期望，在这里也可以使用包括椭圆形孔216，216’，216”的固定盘215，不过没有设置固定圆柱体。图3c示出了装配好的色轮223，该色轮包括这样的固定盘215。然而，在这种情况下必须使这些销250，250’，250”的高度相适应，正如对于本领域技术人员来说显而易见的。

图4a至4d同样涉及本发明的第三种实施方式。在这里，作为例子，在扇形件303周边的径向部分中设有半圆形的成形部310，312，如图4a所示。

在图4b中，三个这样的扇形件设置在支架311上。该支架包括销350，350’，350”，这些销嵌入成形部中：相邻扇形件的成形部形成圆形孔。在该实施例中，这些销的高度超过扇形件的厚度。如果这些销是由能够熔化的材料形成，那么那些超过扇形件而突出的端部就可以被熔化并通过它们的变宽而在轴向上固定扇形件，如在图4d中所示。

考虑到本发明的一个稍许不同的方面，由销和成形部组成的系统此外还可以有利地用于避免在装配时出现的错误。特别地在将多于三个的扇形件组装成色环的时候，按正确次序并准确定向地装入扇形件有时是非常重要的。如果两个扇形件调换了，或者如果不小心将扇形件的背面和正面调换了，那么，形成的色轮经常是不能使用。为了防止这样的错误，可以赋予成形部和相应的销不同的特殊几何形状。结果是，根本不可能装错扇形件。因此，在图5中示出了一种强调这一方面的实施方式。图中示出了包括固定盘415的系统，该固定盘包括棱柱形、圆柱形、长方体形及其他不同形状的销。在这里，支架包括用于容纳这些销且具有相应几何形状的凹陷。图中还示出另一种将固定盘固定在支架上的可能方案：480，480’，480”是可以旋入支架内的螺钉。

附图标记说明：

3色轮扇形件

3’色轮扇形件

3”色轮扇形件

5外圆弧

7内圆弧

9直线的径向部分

9’直线的径向部分

11支架

13圆柱形孔

15固定盘

17固定圆柱体

19色环

23色轮

103色轮扇形件

103’色轮扇形件

103”色轮扇形件

105外圆弧

107内圆弧

109径向部分

109’径向部分

110成形部

110’成形部

110”成形部

111支架

112成形部

112’成形部

112”成形部

113圆柱形孔

115固定盘

117固定圆柱体

119色环

123色轮

150销

150’销

150”销

153锚定件

157沟槽

203色轮扇形件

203’色轮扇形件

203”色轮扇形件

210成形部

212成形部

209径向部分

209’径向部分

205外圆弧

211支架

215固定盘

216椭圆形孔

216’椭圆形孔

216”椭圆形孔

219色环

250销

250’销

250”销

261销的头部

261’销的头部

261”销的头部

223色轮

303色轮扇形件

303’色轮扇形件

303”色轮扇形件

310成形部

312成形部

311支架

319色环

350销

350’销

350”销

323色轮

403色轮扇形件

411支架

415固定环

419色环

480螺钉

480’螺钉

480”螺钉

Claims

1.用于投影仪的色轮，该色轮包括盘形的支架，该支架能够围绕中心轴线旋转并具有安装在该支架上平的单件的滤色扇形件，这些滤色扇形件在相对于旋转轴线的径向方向取向，并在支架的外围形成圆环形区域，该区域相对于中心呈同心布置，其中，所述滤色扇形件的周边包括两个径向区域，这两个径向区域分别具有至少一个成形部，使得相邻滤色扇形件的成形部相互配合形成孔，设在支架上的销以形状配合连接的方式嵌入孔中。

2.根据权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述销的高度不超过，优选小于所述扇形件的厚度，以及在支架的中央区域设有用于固定固定盘的装置，该装置与所述固定盘相互配合允许在轴向上将所述滤色扇形件固定在支架和固定盘之间。

3.根据权利要求1所述的色轮，其特征在于，足够数量的销设有头部，以保证在轴向上，优选在没有附加的固定盘的情况下，将所述滤色扇形件固定在头部和支架之间。

4.根据权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述设在支架上的销具有至少部分不同的外部几何形状，为相应销而设置的相邻扇形件的所述成形部与几何形状相适应，使得在装配过程中不可能出现扇形件的错误布置。

5.单件的色轮扇形件，该扇形件的周边具有外圆弧以及两个径向部分，这两个径向部分包括至少一个直线延伸的区域，该区域的走向相互定向，使得直线的延长部分通至一交点，其特征在于，所述径向部分的直线走向分别被至少一个成形部中断。