CN101236351A - 色轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种色轮，其包括一具有一接着部的马达及一接着于所述接着部的滤光片。所述色轮还包括一设于所述滤光片与所述马达相背一侧的挡光片，所述挡光片与所述接着部的位置及形状相对应以阻挡射向所述接着部的光线。所述挡光片与所述滤光片的热膨胀系数相配合。另外，本发明提供一种用于组装所述色轮的组装装置及色轮组装方法。所述色轮设有挡光片阻挡射向滤光片接着部位的光源光线，避免滤光片的接着部位受光线照射发热而恶化接着质量，可长期保持良好的接着质量。挡光片的热膨胀系数与滤光片的热膨胀系数大致相等，如此，可避免挡光片与滤光片之间在发热及冷却过程中产生热应力而损坏滤光片。

Description

色轮
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片，滤光片通过接着方式固定于所述马达。该等滤光使用过程中，光源的光线可透过滤光片的投射于滤光片的接着部位，导致滤光片的接着质量恶化，出现接着松动或脱落的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可保持滤光片接着质量的色轮。
一种色轮，其包括一具有一接着部的马达及一接着于所述接着部的滤光片。所述色轮还包括一设于所述滤光片与所述马达相背一侧的挡光片，所述挡光片与所述接着部的位置及形状相对应以阻挡射向所述接着部的光线。所述挡光片与所述滤光片的热膨胀系数相配合。
本发明还提供一种用于组装所述色轮的组装装置。
一种组装装置，其包括一基座及一压合件。所述基座开设有一定位槽，所述定位槽自底部起依次设有一马达定位部、一滤光片定位部及一压合件定位部，分别用于定位所述马达、所述滤光片及所述压合件。所述压合件包括一与所述定位槽相对的压合面及一开设于所述压合面的挡光片定位槽。所述压合面用于将所述滤光片压合于所述接着部，所述挡光片定位槽用于将所述挡光片定位于所述滤光片上。
另外，本发明还提供一种利用所述组装装置组装所述色轮的色轮组装方法。
一种色轮组装方法，其包括以下步骤：
将所述马达定位于所述马达定位部；
提供一可固化接着剂，将其涂布于所述接着部；
将所述滤光片定位于所述滤光片定位部；
提供所述可固化接着剂，将其涂布于所述滤光片与所述马达相背一面且对应所述接着部的位置；
将所述挡光片放置于所述可固化接着剂涂布处；
将所述压合件定位于所述压合件定位部，并压合所述滤光片及挡光片；
固化所述可固化接着剂，完成组装。
与传统色轮相比，本发明的色轮设有挡光片阻挡射向滤光片接着部位的光源光线，避免滤光片的接着部位受光线照射发热而恶化接着质量，可长期保持良好的接着质量。挡光片的热膨胀系数与滤光片的热膨胀系数大致相等，如此，可避免挡光片与滤光片之间在发热及冷却过程中产生热应力而损坏滤光片。
附图说明
图1为本发明第一实施例的色轮的立体分解图；
图2为图1所示的色轮的立体组装图；
图3为本发明第一实施例的色轮组装方法色轮组装前的剖面结构示意图；
图4为本发明第一实施例的色轮组装方法色轮组装后的剖面结构示意图；
图5为本发明第二实施例的色轮的立体分解图；
图6为本发明第二实施例的色轮组装方法色轮组装前的剖面结构示意图；
图7为本发明第二实施例的色轮组装方法色轮组装后的剖面结构示意图。
具体实施方式
第一实施例
请同时参阅图1及图2，本发明第一实施例的色轮100包括一马达10、一滤光片20及一挡光片30。所述马达10包括一接着部11，所述滤光片20接着于所述接着部11。所述挡光片30设于所述滤光片20与所述马达10相背一侧，所述挡光片30与所述接着部11的位置及形状相对应以阻挡射向所述接着部11的光线。所述挡光片30与所述滤光片20的热膨胀系数相配合。
所述马达10包括由磁铁、硅钢片、电线绕圈等电磁组件(图未示)构成的转子12及定子(图未示)，马达10启动时，所述电磁组件产生旋转磁场驱使所述转子12转动。所述接着部11设于所述转子12，工作时，所述接着部11带动与其相接着的滤光片20随所述转子12转动。本实施例的转子12为转轴，所述接着部11为设于所述转轴的转盘，所述滤光片20接着于所述转盘与所述马达10相背一面。所述马达10底部延设有两翼片13，翼片13开设有通孔14，将所述通孔14套设于色轮安装部位的固定柱(图未示)，便可固定色轮100。
所述滤光片20包括一环形透明基片21，所述环形透明基片21的表面分成多个扇区22，各扇区22镀有不同的滤光膜23便形成所述滤光片20。本实施例的环形透明基片21采用玻璃，所述玻璃表面分成四个扇区，分别镀有用于滤取红光、绿光、蓝光及白光的滤光膜23。当然，滤光片20的设置并不限于本实施例，所述环形透明基片21可采用其它符合条件的透明基片，也可更改镀膜的设置，甚至可采用多个扇形子滤光片相结合的方式制成所述滤光片20。
所述滤光片20直接接着于所述接着部11，如此，可省去传统色轮采用的承载件，并减少将滤光片接着于承载件的工序。进而降低色轮成本。
所述挡光片30需具备以下特点：1)可阻挡射向所述接着部11的光线，避免所述接着部11的接着质量恶化；2)与所述滤光片20的热膨胀系数大致相等，避免造成热应力损坏所述滤光片20。为此，本实施例采用反射挡光片作为挡光片30，其具备高档光能力，挡光效果好。另外，本实施例采用与所述滤光片20相同的材料制成挡光片30，如此，所述挡光片30与所述滤光片20热膨胀系数相同，实现两者的热耦合。当然，所述挡光片30并不限于本实施例，可采用其它具有挡光功能的挡光元件，如遮光片。所述挡光片30的材料也可替换成热膨胀系数与所述滤光片20的热膨胀系数相同或相近的其它材料。
所述挡光片30采用接着方式设于所述滤光片20与所述马达10相背一侧。当然，也可采用结构配合等方式设于所述滤光片20与所述马达10相背一侧。
请同时参阅图3及图4，组装所述色轮100需预先提供一组装装置200。所述组装装置200包括一基座50及一压合件60。所述基座50开设有一定位槽51，所述定位槽51自底部起依次设有一马达定位部511、一滤光片定位部512及一压合件定位部513，分别用于定位所述马达10、所述滤光片20及所述压合件60。所述压合件60包括一与所述定位槽51相对的压合面61及一开设于所述压合面61的挡光片定位槽62。所述压合面61用于将所述滤光片20压合于所述接着部11，所述挡光片定位槽62用于将所述挡光片30定位于所述滤光片20上。
所述色轮100的组装方法包括以下步骤：
将所述马达10定位于所述马达定位部511；
提供一可固化接着剂70，将其涂布于所述接着部11；
将所述滤光片20定位于所述滤光片定位部512；
提供所述可固化接着剂70，将其涂布于所述滤光片20与所述马达10相背一面且对应所述接着部11的位置；
将所述挡光片30放置于所述可固化接着剂70涂布处；
将所述压合件60定位于所述压合件定位部513，并压合所述滤光片20及挡光片30；
固化所述可固化接着剂70，完成组装。
具体的，所述基座50及压合件60采用钢铁材料制成，耐高温，且不易变形。所述基座50为一柱状体，可采用圆柱体或方柱体，本实施例采用圆柱体(图未示)。所述定位槽51开设于所述圆柱体中心处，其自底部起依次设有三个阶梯，每一阶梯对应一个定位部，即底部阶梯对应所述马达定位部511，中部阶梯对应所述滤光片定位部512，顶部阶梯对应所述压合件定位部513。其中，底部阶梯设有两个固定柱514，将所述马达10底部翼片13上的通孔14套设于所述固定柱514便可固定所述马达。底部阶梯到中部阶梯的高度差H1与所述马达10的翼片13底表面到所述接着部11的顶面的长度L相等，如此，所述滤光片20定位于所述滤光片定位部512时，也定位于所述接着部11。中部阶梯到顶部阶梯的高度差H2与所述滤光片20的厚度D1相等，使得所述压合件60定位于所述压合件定位部513时，所述压合面61压合所述滤光片20。所述挡光片定位槽62开设于与所述接着部11相对应的位置，深度H3与所述挡光片厚度D2，如此，所述挡光片定位槽513可定位及压合所述挡光片30。当然，组装装置不限于本实施例，可采用其它具有同等功能的组装装置。
所述可固化接着剂70采用紫外可固化接着剂，其在紫外线照射下固化，当然，可视生产需要而采用其它可固化接着剂。
与传统色轮相比，本实施例的色轮设有挡光片阻挡射向滤光片接着部位的光源光线，避免滤光片的接着部位受光线照射发热而恶化接着质量，可长期保持良好的接着质量。挡光片的热膨胀系数与滤光片的热膨胀系数大致相等，如此，可避免挡光片与滤光片之间在发热及冷却过程中产生热应力而损坏滤光片。
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：本实施例的色轮进一步包括一设于滤光片与挡光片之间热应力缓冲层。
请参阅图5，为本发明第二实施例的色轮300的立体分解图。通常，接着部与转子采用相同的材料一体形成，常用材料多为金属材料，如钢铁材料，一般与滤光片所采用的材料不同。本实施例的接着部11与转子12采用钢铁材料一体形成，而所述滤光片20采用玻璃材料制成，两者热膨胀系数不同。考虑到：将所述滤光片20接着于所述接着部11，需经加热工序，加热及冷却过程将导致热膨胀系数不同的滤光片20与接着部11之间产生热应力。另外，所述色轮300工作过程中，所述滤光片20与所述接着部11间也将经历发热与冷却过程，而产生热应力。因此，本实施例的色轮100进一步包括有一设置于所述滤光片20与所述接着部11之间的热应力缓冲层40，用于缓冲所述滤光片20受到的热应力。所述热应力缓冲层40采用粘接方式设于所述接着部11。
在所述色轮300的工作温度变化范围内，本实施例的滤光片20所采用的玻璃材料的热膨胀系数大于接着部11所采用的钢铁材料的热膨胀系数。所述热应力缓冲层40的热膨胀系数小于或等于所述滤光片20的热膨胀系数且大于或等于所述接着部11的热膨胀系数。具体的，本实施例的滤光片20所采用的玻璃材料的热膨胀系数在所述色轮300的工作温度变化范围内约为2.7×10-6/℃。对应的，本实施例的热应力缓冲层40的热膨胀系数在色轮100的工作温度变化范围小于2.7×10-6/℃。优选的，所述热应力缓冲层40采用与所述滤光片20相同的材料制成，如此，两者的热膨胀系数相匹配，可分散所述滤光片20受到的热应力。
当然，所述热应力缓冲层40的设置并不限于本实施例，可采用其它可缓冲所述滤光片20受到的热应力的材料，且其设置随所述滤光片20与所述接着部11的热性质的改变而改变。
所述色轮300的转动部分包括转子12、接着部11、热应力缓冲层40、滤光片20及挡光片30，受工艺所限，所述色轮300的转动部分很难做到关于马达10的转轴对称。如此，转动部分转动时将产生一偏心力，此偏心力滋生噪声，浪费能量，应设法避免。本实施例的热应力缓冲层40设有一环形槽41，所述环形槽41内设置有一用于平衡所述色轮300的旋转运动的平衡块42。如此，可消除所述色轮300的转动部分转动时产生的偏心力。
请同时参阅图6及图7，组装所述色轮300需预先提供一组装装置200a，所述组装装置200a与组装装置200相似，其区别在于：所述组装装置200a的底部阶梯到中部阶梯的高度差H4与所述马达10的翼片13底表面到所述热应力缓冲40层的上表面的长度L1相等。如此，可使所述滤光片20定位于所述滤光片定位部512时，也定位于所述热应力缓冲层40的。
当然，组装所述色轮300需在组装所述滤光片20前将所述热应力缓冲层40设于所述接着部11。可于所述色轮300组装前将所述热应力缓冲层40设于所述接着部11，也可在所述色轮300组装过程中设置所述热应力缓冲层40，本实施例采用后者。
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 (13)

1. 一种色轮，其包括一具有一接着部的马达及一接着于所述接着部的滤光片；其特征在于，所述色轮还包括一设于所述滤光片与所述马达相背一侧的挡光片，所述挡光片与所述接着部的位置及形状相对应以阻挡射向所述接着部的光线；所述挡光片与所述滤光片的热膨胀系数相配合。
2. 如权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述挡光片为反射挡光片。
3. 如权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述挡光片采用与所述滤光片相同的材料制成。
4. 如权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述挡光片采用接着方式设于所述滤光片与所述马达相背一侧。
5. 如权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述滤光片直接接着于所述接着部。
6. 如权利要求1所述的色轮，其特征在于，所述滤光片与所述接着部的热膨胀系数不同，所述色轮进一步包括一设置于所述滤光片与所述接着部之间的热应力缓冲层。
7. 如权利要求6所述的色轮，其特征在于，所述滤光片的热膨胀系数大于所述接着部的热膨胀系数，所述热应力缓冲层的热膨胀系数小于或等于所述滤光片的热膨胀系数且大于或等于所述接着部的热膨胀系数。
8. 如权利要求7所述的色轮，其特征在于，所述热应力缓冲层的热膨胀系数小于2.7×10-6/oC。
9. 如权利要求7所述的色轮，其特征在于，所述热应力缓冲层采用与所述滤光片相同的材料制成。
10. 如权利要求7所述的色轮，其特征在于，所述热应力缓冲层设有一环形槽，所述环形槽内设置有一用于平衡所述色轮的旋转运动的平衡块。
11. 一种组装装置，用于组装如权利要求1所述的色轮，所述组装装置包括一基座及一压合件；所述基座开设有一定位槽，所述定位槽自底部起依次设有一马达定位部、一滤光片定位部及一压合件定位部，分别用于定位所述马达、所述滤光片及所述压合件；所述压合件包括一与所述定位槽相对的压合面及一开设于所述压合面的挡光片定位槽；所述压合面用于将所述滤光片压合于所述接着部，所述挡光片定位槽用于将所述挡光片定位于所述滤光片上。
12. 一种色轮组装方法，其采用如权利要求11所述的组装装置组装所述色轮；其包括以下步骤：
将所述马达定位于所述马达定位部；
提供一可固化接着剂，将其涂布于所述接着部；
将所述滤光片定位于所述滤光片定位部；
提供所述可固化接着剂，将其涂布于所述滤光片与所述马达相背一面且对应所述接着部的位置；
将所述挡光片放置于所述可固化接着剂涂布处；
将所述压合件定位于所述压合件定位部，并压合所述滤光片及挡光片；
固化所述可固化接着剂，完成组装。
13. 一种色轮组装方法，其采用如权利要求11所述的组装装置组装所述色轮；所述色轮还包括一设置于所述接着部与所述滤光片之间的热应力缓冲层；所述色轮组装方法包括以下步骤：
将所述马达定位于所述马达定位部；
提供一可固化接着剂，将其涂布于所述接着部；
将所述热应力缓冲层粘结于所述接着部；
提供所述可固化接着剂，将其涂布于所述热应力缓冲层；
将所述滤光片定位于所述滤光片定位部；
提供所述可固化接着，将其涂布于所述滤光片与所述马达相背一面且对应所述接着部的位置；
将所述挡光片放置于所述可固化接着剂涂布处；
将所述压合件定位于所述压合件定位部，并压合所述滤光片及挡光片；
固化所述可固化接着剂，完成组装。
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