CN101206388A - 色轮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种色轮，其包括一马达、一滤光元件、一弹性件及一锁固件。所述马达用于驱动所述滤光元件转动，其包括一马达本体及一转轴，所述转轴自所述马达本体起依次包括一挡止部及一锁固部。所述滤光元件及弹性件套设于所述转轴的挡止部与锁固部之间，所述锁固件锁固于所述锁固部并与所述挡止部配合压缩所述弹性件，利用所述弹性件的弹性力将所述滤光元件抵压于所述挡止部，以将所述滤光元件固定于所述马达上。所述色轮利用机械结构配合产生弹性力将滤光元件固定于马达上，色轮组装过程不必经过加热工序，避免组装过程损坏马达，且工序重工性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种色轮，特别涉及一种用于投影系统的色轮。
背景技术
投影系统是一类常见的光电显示装置，被广泛应用于生活娱乐、学术讲演、商务展示等场合。按其显示原理，投影系统可分为阴极射线管(Cathode-Ray Tube，CRT)投影系统、液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)投影系统、数字光处理(Digital LightProcessing，DLP)投影系统及硅晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)投影系统等类别。其中，DLP投影系统因具有亮度高、色彩逼真、响应速率高、装置轻薄短小等优点，而深受消费者喜欢，占据当前投影系统产品的主要市场。
DLP投影系统采用数字微镜芯片(Digital Micro-mirror Device，DMD)对光源进行调制，再经投影光学系统成像于荧屏。其中，单片或双片DMD投影系统通常采用色轮(ColorWheel)对光源进行色彩分离，为调制光添加色彩成分，实现彩色显示。
传统色轮一般包括一马达及一滤光元件。滤光元件可以采用多片不同的扇形滤光片组合于一承载件上而组成一环状滤光片，或者在一玻璃基片的不同扇区镀上不同的滤光膜以形成一环状滤光片。前述的两种滤光片通常利用可固化粘结胶粘结于马达上以组成一色轮。然而，采用粘结力结合滤光片及马达存在一下缺点：1)马达易损坏；马达耐热温度较低，而可固化粘结胶一般需加热至高温以使其固化，此过程容易导致马达损坏。2)工序重工性差；采用粘结结合，若检测得色轮的某一部件损坏，无法拆离、替换损坏部件，回收其中的功能良好的部件，需整个色轮报废。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种利用机械力结合滤光元件及马达的色轮。
一种色轮，其包括一滤光元件及一用于驱动所述滤光元件转动的马达，所述马达包括一马达本体及一转轴。所述转轴自所述马达本体起依次包括一挡止部及一锁固部，所述色轮还包括一锁固件及一弹性件。所述滤光元件及弹性件套设于所述转轴的挡止部与锁固部之间，所述锁固件锁固于所述锁固部并与所述挡止部配合压缩所述弹性件，利用所述弹性件的弹性力将所述滤光元件抵压于所述挡止部，以将所述滤光元件固定于所述马达上。
相较于现有技术，所述色轮利用机械结构配合压缩弹性件，利用弹性件的弹性力将滤光元件固定于马达上。色轮组装过程不必经过加热工序，避免马达因加热而损坏。所采用机械结构配合可组装拆御，工序重工性好。
附图说明
图1是本发明第一实施例的色轮的立体分解示意图；
图2是本发明第一实施例的色轮的组装平面示意图；
图3是本发明第二实施例的色轮的立体分解示意图；
图4是本发明第二实施例的色轮的组装平面示意图；
图5是本发明第三实施例的色轮的立体分解示意图；
图6是本发明第三实施例的色轮的组装平面示意图。
具体实施方式
第一实施例
请同时参阅图1及图2，本实施例的色轮100包括一马达10、一滤光元件20、一弹性件30及一锁固件40。所述马达10包括一马达本体11及一转轴12，所述转轴12包括一转轴本体16，所述转轴本体自所述马达本体11起依次包括一挡止部13及一锁固部15。所述滤光元件20及弹性件30套设于所述转轴12的挡止部13与锁固部15之间，所述锁固件40锁固于所述锁固部15并与所述挡止部13配合压缩所述弹性件30，利用所述弹性件30的弹性力将所述滤光元件20抵压于所述挡止部13，以将所述滤光元件20固定于所述马达10上。
所述马达本体11安装于固持机构51上，其通过一排线52与外部控制电路(图未示)相连接。马达本体11内设置有磁铁、硅钢片、电线绕圈等电磁元件(图未示)，当所述外部控制电路启动马达10时，所述电磁元件产生旋转磁场驱使所述转轴12转动。所述马达10设有一马达盖，本实施例中，马达盖作为所述转轴12的挡止部13，其固定于所述转轴12并与所述马达本体11分离，随所述转轴12转动并挡止所述滤光元件20。
所述锁固部15为一开设于所述转轴12的扣槽，所述锁固件40为一与所述扣槽相配合的轴用扣环。所述轴用扣环可采用C型扣环、E型扣环、G型扣环或U型扣环，本实施例采用E型扣环。对应的，所述扣槽为开设于所述转轴12与所述E型扣环相配合的环形槽，其与所述马达盖之间的距离小于所述滤光元件20的厚度与所述弹性件30的自然长度的和。如此，E型扣环扣设于所述扣槽可与所述马达盖配合压缩设置于所述扣槽与马达盖之间的弹性件30，弹性件30形变产生的弹性力将所述滤光元件20抵压于所述马达盖，以将所述滤光元件20固定于所述马达10上。
可以理解，所述弹性件30形变程度越大，其作用于所述滤光元件20的弹性力越大，限定效果越好。另外，可相应地缩短所述转轴12的轴向尺寸，利于缩小所述色轮100尺寸。因此，在不破坏所述弹性件30的弹性性能的前提下，所述扣槽与所述马达盖之间的距离越小越好。
优选的，所述转轴12还包括一设于所述挡止部13与锁固部15之间的止转部14，所述滤光元件20包括一卡合部21，所述止转部14与所述卡合部21的位置及形状相配合以限制所述所述滤光元件20相对于所述转轴12作旋转运动。如此设置，可进一步提高所述滤光元件20在所述马达10上的固定度。
本实施例中，所述止转部14为一段非圆轴，所述卡合部21为一开设于所述滤光元件的非圆通孔，所述非圆轴与所述非圆通孔的位置及形状严密配合。将所述滤光元件20套设于所述转轴12，所述非圆通孔对准所述非圆轴，两者严密配合可限制所述滤光元件20相对于所述转轴12作旋转运动。所述非圆轴与所述马达盖邻接，其尺寸比所述转轴本体16的尺寸大。所述非圆轴可以是椭圆柱、三角形柱、四角形柱或其它多边形柱，还可以是设有轴向切口的圆柱。本实施例的止转部14采用短轴两侧各设有对称的轴向切口的椭圆柱。相应的，所述卡合部21为一近椭圆形通孔。
本实施例中，所述滤光元件20包括一金属环状件22及多片扇形滤光片23，所述金属环状件22具有一接着面24，所述多片扇形滤光片23接着于所述接着面24便形成所述滤光元件20。所述金属环状件22外径小于所述多片扇形滤光片23的半径，如此，所述多片扇形滤光片23接着于不透光的金属环状件22后形成一环形滤光区。所述金属环状件22的中心通孔即为所述非圆通孔。本实施例采用了四片中心角为90度的扇形滤光片23，分别用于滤取红光、绿光、蓝光及白光，扇形滤光片23两两紧密相邻接着于所述金属环状件22的接着面24以形成所述滤光元件20。
所述色轮100工作时，所述滤光元件20需正对高温光源(图未示)，故所述滤光元件20工作温度极高，而高温将恶化接着剂的性能，导致所述多片扇形滤光片23与所述金属环状件22之间的接着强度变差。为此，本实施例的滤光元件20与光源相对一面，即是与所述接着面24相背表面25设有一高反射膜54，所述高反射膜54形状与接着面24相配合，用于反射光源光线，避免接着面24受热而性能恶化。
所述弹性件30可采用弹簧或弹性套筒，本实施例采用弹簧。所述弹簧采用碳素弹簧钢材料制成，其具有高韧性、高塑性及较长的使用寿命。当然，也可以采用其它具有相似性能的材料，如低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢或铬钒钢等材料。另外，本实施例还在所述弹簧两端设置多片垫片53，以加强所述弹簧的弹性力及增大各部件间的接触面积。
安装所述色轮100时，先将所述滤光元件20套入所述转轴12，所述滤光元件20的非圆通孔对准所述转轴12的非圆轴。然后套入所述弹簧及垫片53，锁入所述轴用扣环即可将所述滤光元件20固定于所述马达10。
第二实施例
本实施例的色轮与第一实施例的色轮的区别在于所采用的止转部、卡合部、锁固部及锁固件不同。
请同时参阅图3及图4，为本实施例的色轮200的立体分解示意图及组装平面示意图。与第一实施例相同，马达盖为本实施例的挡止部13，其包括一与所述滤光元件20相对的挡止面17，所述止转部14b为一突设于所述挡止面17的突起，所述卡合部21b为一凹设于所述滤光元件20的凹陷，所述突起与所述凹陷的位置及形状严密配合。将所述滤光元件20套设所述转轴12，所述凹陷对准所述突起，两者严密配合可限制所述滤光元件20相对于所述转轴作旋转运动。所述突起可以是一个柱体、多个柱体或其它具有规则/不规则形状的突起结构，本实施例采用一个圆柱作为所述突起。可以理解，所述凹陷穿透所述滤光元件形成通孔也可与所述突起配合，限制所述滤光元件20相对于所述转轴12作旋转运动。本实施例采用一圆形通孔与所属圆柱相配合。
可以理解，在所述挡止面17凹设凹陷，而在所述滤光元件20突设突起同样可以实现限制所述滤光元件20相对于所述转轴12作旋转运动。
所述锁固部15b为一开设于所述转轴12的螺纹区，所述锁固件40b为一与所述螺纹区相配合的螺母。将所述螺母锁固于所述螺纹区并与所述马达盖配合可压缩所述弹簧以将所述滤光元件20抵压于所述马达盖。设置较宽的螺纹区，如此，可调整所述螺母的螺合位置，以调节所述弹簧的弹性形变程度，达调整抵压所述滤光元件20的弹性力大小的目的。
安装所述色轮200时，先将所述滤光元件20套入所述转轴12，所述滤光元件20上凹陷对准所述挡止面17上的突起。然后套入所述弹簧及垫片53，将所述螺母套入所述转轴12，螺合于所述螺纹区，调整所述螺母至预定的螺合位置，即可将所述滤光元件20固定于所述马达10。
第三实施例
本实施例的色轮与第一实施例的色轮的区别在于所采用的止转部、卡合部及滤光元件的不同，另外本实施例还增设有减震元件。
请同时参阅图5及图6，为本实施例的色轮300的立体分解示意图及组装平面示意图。所述止转部14c为至少一设于所述转轴12的止转销，所述卡合部21c为至少一开设于所述滤光元件20的止转槽，所述止转销与所述止转槽的位置及形状严密配合。将所述滤光元件20c套设于所述转轴12，所述止转槽对准所述止转销，两者严密配合可限制所述滤光元件20c相对于所述转轴12作旋转运动。本实施例采用一个止转销与一个止转槽的配合限制所述滤光元件20c相对于所述转轴12作相旋转运动，所述止转销呈方柱状，沿径向延设于所述转轴本体16。当然，可以设置其它形状的止转销，或更多数目的止转销作为所述止转部14c。
本实施例的滤光元件20c包括一环形透明基片26，所述环形透明基片26的一表面分成多个扇区27，各扇区27镀有不同的滤光膜28便形成一环形滤光区。所述环形透明基片26采用玻璃制成，当然，也可以采用其它符合条件的透明材料。所述环形玻璃中心通孔处开设有止转槽作为所述卡合部21c。本实施例透明基片26一表面分成四个扇区，分别镀有用于滤取红光、绿光、蓝光及白光的滤光膜28。
所述色轮300工作时，所述滤光元件20c以每分钟7200转的转速高速旋转，滤光元件20c与空气摩擦而震动，震动影响滤光效果，且造成噪声。为此，本实施例在所述滤光元件20c与马达盖之间设置一减震元件55以减小所述滤光元件20c的震动。所述减震元件55为一环形薄片，套设于所述转轴12，其大小与所述马达盖大小相同，形状与所述滤光元件20c中心部相同，也开设有与所述止转销相配合的缺口(图未示)。所述减震元件55可采用橡胶、硅胶及塑料材料制成，本实施例采用橡胶材料。
安装所述色轮300时，先将所述减震元件55套入所述转轴12，缺口对准所述止转销。然后套入所述滤光元件20c，所述止转槽对准所述止转销。再套入所述弹簧及垫片，锁入所述轴用扣环即可将所述滤光元件20c固定于所述马达10。
以上实施例的色轮利用机械结构配合产生机械力而将滤光元件固定于马达上。与传统色轮相比较，安装过程无需经过加热工序，避免所述马达受热损坏。若于安装后发现某一部件损坏，只需拆御锁固件即可将各部件分离开，替换损坏部件，回收功能良好的部件，工序可重工性好。
可以理解，上述第一实施例及第二实施例的色轮也可包括减震元件，以减小所述滤光元件的震动运动。
可以理解，所述色轮可同时采用上述三实施例中的两种或三种止转部与卡合部的组合。所述止转部及所述卡合部的组合也不限于上述实施例，可以采用其它可限制所述滤光元件相对于所述转轴旋转运动的结构组合。
可以理解，所述锁固部及锁固件的配合也不限于上述实施例，可以采用其它可压缩所述弹簧的锁固组合。
应该指出，上述实施例仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (12)
1.一种色轮，其包括一滤光元件及一用于驱动所述滤光元件转动的马达，所述马达包括一马达本体及一转轴；其特征在于：所述转轴自所述马达本体起依次包括一挡止部及一锁固部，所述色轮还包括一锁固件及一弹性件；所述滤光元件及弹性件套设于所述转轴的挡止部与锁固部之间，所述锁固件锁固于所述锁固部并与所述挡止部配合压缩所述弹性件，利用所述弹性件的弹性力将所述滤光元件抵压于所述挡止部，以将所述滤光元件固定于所述马达上。
2.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述锁固部为一开设于所述转轴的螺纹区，所述锁固件为一与所述螺纹区相配合的螺母。
3.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述锁固部为一开设于所述转轴的扣槽，所述锁固件为一与所述扣槽相配合的轴用扣环。
4.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述弹性元件采用弹簧或弹性套筒。
5.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述转轴还包括一设于所述挡止部与锁固部之间的止转部，所述滤光元件包括一卡合部；所述止转部与所述卡合部的位置及形状相配合以限制所述所述滤光元件相对于所述转轴作旋转运动。
6.如权利要求5所述的色轮，其特征在于：所述止转部为一段非圆轴，所述卡合部为一开设于所述滤光元件的非圆通孔，所述非圆轴与所述非圆通孔的位置及形状严密配合。
7.如权利要求5所述的色轮，其特征在于：所述挡止部包括一与所述滤光元件相对的挡止面，所述止转部为一突设于所述挡止面的突起，所述卡合部为一凹设于所述滤光元件的凹陷，所述突起与所述凹陷的位置及形状严密配合。
8.如权利要求5所述的色轮，其特征在于：所述止转部为至少一设于所述转轴的止转销，所述卡合部为至少一开设于所述滤光元件的止转槽，所述止转销与所述止转槽的位置及形状严密配合。
9.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述滤光元件包括一金属环状件及多片扇形滤光片，所述金属环状件具有一接着面，所述多片扇形滤光片接着于所述接着面。
10.如权利要求9所述的色轮，其特征在于：所述滤光元件与所述接着面相背表面设有一高反射膜，所述高反射膜与所述接着面形状相对应。
11.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述滤光元件包括一环形透明基片，所述环形透明基片的一表面分成多个扇区，各扇区镀有不同的滤光膜。
12.如权利要求1所述的色轮，其特征在于：所述色轮进一步包括一设置于所述滤光元件与所述挡止部之间的减震元件。
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