CN101957174A - 具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机，光学感应装置用于感应转动元件，转动元件具有旋转表面，旋转表面沿旋转方向旋转。光学感应装置包含座体、光学感应器及止挡块。止挡块位于光学感应器的一侧并与光学感应器依旋转方向依序设置于座体上。止挡块的停滞表面与旋转表面间的距离小于光学感应装置的感应面与旋转表面间的距离。当气流流经停滞表面与旋转表面之间时，其所携带的尘土可部分沉积于停滞表面上，进而减少感应面上的尘土沉积量。本发明的具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机可有效减少尘土沉积于光学感应器的感应面上的沉积量，而不致阻碍机体内气流对旋转元件等元件的冷却作用。

Description

具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机

技术领域

本发明关于一种光学感应装置、滤光装置及投影机，特别是关于一种具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机。

背景技术

随着人们对电子设备的依赖度增加，电子设备对环境的适应能力也被逐渐提升。通常会发热的电子设备其壳体多具有多个气孔，以供空气流通以带走壳体内各个电子元件于运作时所散发的热能。然而，在某些环境下，例如干燥地区，空气中常常飘浮着细微的尘土，这些悬浮的尘土亦将随着空气进入壳体内，并部分沉积于各电子元件的表面上。对一般散热需求而言，并无太大问题，但对于需感应元件外部资讯的电子元件，则可能因该电子元件的表面沉积相当量的尘土而使其感应功能减弱，甚至失效，例如光学感应装置。尤其是投影机中色轮马达转速控制用的光学感应装置，一旦失效将造成整个投影机无法正常运作。

此外，由于色轮马达转速相当高，通常高于7200rpm，且用来感应马达转速的光学感应装置也相当于接马达的旋转表面，所以马达因旋转而带动的气流亦将使光学感应装置表面沉积更多的尘土。同时，马达的旋转表面亦可能因高速旋转而产生静电，因而旋转表面易吸附更多的尘土，更加恶化光学感应装置表面尘土沉积的问题。并且，当吸附于旋转表面上的尘土位于光学感应装置利用的标记上时，亦将造成光学感应装置感应度下降，同样可能造成其感应功能减弱，甚至失效。若将整个色轮马达与光学感应装置密封，虽可防尘但有碍色轮马达的散热，可能造成马达转速不稳定，产生色彩错误的投影影像。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机，光学感应装置用于感应转动元件的旋转表面。该光学感应装置利用该抗尘结构大幅减少尘土的沉积，使得电子设备得以持续运作，亦避免使用者为了清除尘土，拆装电子设备而造成电子设备的损坏。

为达上述目的，本发明提供一种具有抗尘结构的光学感应装置，用于感应转动元件，该转动元件具有旋转表面，该旋转表面沿旋转方向旋转。该光学感应装置包含座体、光学感应器及止挡块。该光学感应器设置于该座体上，该光学感应器具有感应面，该感应面朝向该转动元件，该感应面与该旋转表面间形成有第一距离。该止挡块设置于该光学感应器的一侧，该止挡块与该光学感应器依该旋转方向依序设置于该座体上，该止挡块具有停滞表面，该停滞表面与该旋转表面间形成有第二距离，其中该第二距离小于或等于该第一距离。

该止挡块设置于光学感应器旁，可阻碍带有尘土的气流的路径，并且该停滞表面与该旋转表面间形成狭长的流道，则可在不妨碍该转动元件的转动需求下，亦限制该气流的路径，减少尘土沉积的机会。当该转动元件转动时，由该旋转表面所带动的气流将仅能流通该狭长的流道，并可使其所携带的大部分尘土留滞于该止挡块的该停滞表面上。当越来越多的尘土沉积于该停滞表面上时，该狭长的流道将更形狭窄，更不利后续的气流流入，亦即后续尘土沉积的机会减少。

明显地，藉由该止挡块的设置，流经该光学感应器的气流已大幅减少，并且利用该止挡块的该停滞表面的设计，可使该气流在流经该光学感应器之前，将所携带的大部分尘土先行沉积于该停滞表面上，进而使得该光学感应器的该感应面上的尘土沉积量可大幅减少，增加该光学感应器的正常运作时间。

进一步地，该感应面低于该停滞表面。

进一步地，该停滞表面遮盖45度以上旋转角度的该旋转表面。

进一步地，该停滞表面为弧形表面。

进一步地，复数个凹陷形成于该停滞表面上。

进一步地，该停滞表面为粗糙表面。

本发明还提供一种具有抗尘结构的滤光装置。该滤光装置利用本发明的光学感应装置结合色轮模组。该色轮模组设置于该座体上并包含该转动元件，例如色轮马达。如前所述，本发明的滤光装置配置有具有抗尘结构的光学感应装置，因此该生学感应器可长时间正常运作，该色轮马达的转速即可稳定地被控制。

进一步地，该色轮模组包含滤光镜片，该滤光镜片固定于该转动元件上。

本发明还提供一种具有抗尘结构的投影机。该投影机利用机体内设置本发明的滤光装置。该机体内形成容置空间，该滤光装置的各部件即设置于该容置空间中。该机体可形成数个气孔，以利空气流通。一如前所述，本发明的滤光装置配置有具有抗尘结构的光学感应装置，因此该色轮马达的转速可稳定地被控制，该投影机即可投影出正确地的影像。

相较于现有技术，本发明的具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机可有效减少尘土沉积于光学感应器的感应面上的沉积量，而不致阻碍机体内气流对旋转元件等元件的冷却作用。故当流入机体内的气流含有过多的尘土时，本明发的光学感应装置、滤光装置及投影机仍能正常运作，不会如一般投影机因尘土遮盖光学感应器而无法正常判断出色轮转速以正确地控制色轮转速、投影出正确的影像。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的较佳实施例投影机的内部结构示意图；

图2为图1中滤光装置的外观示意图；

图3为图2中旋转元件及光学感应装置的简化的示意图；

图4为图3中停滞表面上尘土沉积量分布示意图；

图5为止挡块的侧视图；

图6为具有用来清洁旋转表面的清洁装置与旋转元件及光学感应装置的简化的示意图；

图7为具有与图6不同作动方式的用来清洁旋转表面的清洁装置的示意图；

图8为具有用来清洁感应面的清洁装置与旋转元件及光学感应装置的简化的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，其为根据本发明较佳实施例的投影机1的内部结构示意图。投影机1包含机体10、光源装置12、滤光装置14、光学调制装置16以及投影镜头18。机体10其内形成有容置空间102，用来容置光源装置12、滤光装置14、光学调制装置16、投影镜头18及其他所需的电子部件。自光源装置12发射的光线通过滤光装置14以提供光学调制装置16所需的色光，光学调制装置16可包含数位微镜装置(digital micro-mirror device，DMD)或液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)以对该色光进行调制形成所需的影像，最后经由投影镜头18将该影像投影至屏幕。为突显滤光装置14位置，故于图1中，滤光装置14以实线表示，其它部件则以虚线表示。

请参阅图2，其为图1中滤光装置14的外观示意图。滤光装置14包含色轮模组142及光学感应装置144。色轮模组142包含旋转元件1422及固定于旋转元件1422上的滤光镜片1424。于本实施例中，旋转元件1422可为色轮马达，用来旋转滤光镜片1424。旋转元件1422具有旋转表面1426，其沿着图2中箭头所示的旋转方向1428旋转。旋转表面1426其上可设有标记(未绘示)，用来供光学感应器1444辨识。光学感应装置144包含座体1442、光学感应器1444(以虚线大致显示其位置)及止挡块1446。光学感应器1444设置于座体1442上，止挡块1446设置于光学感应器1444的一侧，并且止挡块1446与光学感应器1444依旋转方向1428依序设置于座体1442上。

止挡块1446为塑胶材质的射出元件并以螺丝锁固于座体1442上，于实际应用中，亦可以黏着、卡合的方式固定于座体1442上。另外，色轮模组142与光学感应装置144整合设置，座体1442被设计能同时承载色轮模组142与光学感应装置144并且兼具其他功能，如与光源装置12、光学调制装置16或机体10连接。

请并参阅图3，其为图2中旋转元件1422及光学感应装置144的简化的示意图，其视角方向为旋转元件1422的旋转轴向，并省略滤光镜片1424。于图3中，电路板1448设置于座体1442上，光学感应器1444电连接于电路板1448。于实际应用中，旋转元件1422亦可电连接于电路板1448上。投影机1的控制系统藉由电路板1448对光学感应器1444进行信号侦测，并同时藉由电路板1448控制旋转元件1422的旋转。

光学感应器1444具有感应面1450，其朝向旋转表面1426，用来感应旋转元件1422的旋转资讯，例如感应设置于旋转表面1426上的标记，进而计算出旋转元件1422的转速。止挡块1446具有停滞表面1452，大致平行旋转表面1426而呈弧形表面，但本发明不以此为限，原则上于旋转表面1426与停滞表面1452间形成大致流畅的气流通道即可。感应面1450与旋转表面1426间形成有第一距离1454，停滞表面1452与旋转表面1426间形成有第二距离1456，于本实施例中，第二距离1456等于该第一距离1454。于实际应用中，第二距离1456亦可小于该第一距离1454，亦即感应面1450低于停滞表面1452，对感应面1450上的尘土沉积量改善更佳。关于尘土沉积说明详见后文。

于本实施例中，旋转元件1422可为色轮马达，其转速可达7200rpm以上，故旋转表面1426于高速旋转时将在其表面引起一股气流，如图3中带箭头虚线所示。但停滞表面1452与旋转表面1426间的间距(即第二距离1456)小，故于旋转表面1426与停滞表面1452间形成狭长的流道，引起的该股气流仅能被限制在此狭长的流道内通过旋转表面1426与停滞表面1452之间；换句话说，仅有贴近旋转表面1426的气流，才能通过该狭长的流道，亦即大幅减少气流(及其所携带的悬浮微粒)对感应面1450的影响。

进一步而言，当投影机1使用环境充满尘土，例如干燥且风大的气候，投影机1为本身散热需求，将充满尘土的空气引入机体10内，旋转元件1422高速旋转并引起携带尘土的气流。因根据本发明的光学感应装置144具有抗尘结构的设计，即利用停滞表面1452与旋转表面1426形成的狭长的流道，以减少流通的气流量，故仅有少量携带有尘土的气流流过。而当该气流流经停滞表面1452与旋转表面1426之间时，该气流携带的部分尘土将沉积于停滞表面1452上，并且该气流于进入该狭长的流道内即开始发生沉积现象，故越到后段流道，该气流所含的尘土量也就越少，沉积于停滞表面1452后段上的尘土量也就越少，亦即越靠近光学感应器1444的停滞表面1452的沉积量越少，其沉积量分布示意图如图4所示，其中带箭头虚线表示气流流动方向。

明显地，当该气流流至该狭长的流道的末段时(即靠近感应面1450处)，该气流所含的尘土量已明显减少，故能沉积在感应面1450上的尘土也就明显少于未设有止挡块1446的情形。进一步来说，增长该狭长的流道的长度即可增加该气流在到达感应面1450之前的尘土沉积量，亦即减少感应面1450上的尘土沉积量。于本实施例中，停滞表面1452可较佳地遮盖约90度旋转角度1430的旋转表面1426，即该狭长的流道的长度约旋转元件1422四分之一的周长。但本发明不以此为限，停滞表面1452的遮盖角度可为90度以上或是较小的角度，如30度、45度或60度亦可。因此，感应面1450上的尘土覆盖减少，光学感应器1444也就能延长正常运作的时间，亦即旋转元件1422的转速可被正确地控制，投影机1才能投影出正确的影像。

请参阅图5，其为止挡块1446的侧视图。为使流经该狭长的流道的气流中更多的尘土可沉积于停滞表面1452上，故于实际应用上，可于停滞表面1452上形成复数个凹陷1458，以留滞沉积于停滞表面1452上的尘土，亦同时可增加尘土沉积量，进而减少流经感应面1450的气流的尘土含量，即减少沉积于感应面1450的尘土沉积量。同理，停滞表面1452亦可形成波浪或锯齿状的表面形态，亦有留滞沉积的尘土效果。另外，停滞表面1452亦可形成粗糙表面，同样具有留滞尘土及增加尘土沉积量的效果，尤其是对极细微的尘土效果更佳。补充说明的是，图5中的凹陷1458是夸大绘示，于实际应用中，其于停滞表面1452上各处的设置数量及密度，可依实际产品试验而定，不应受图5限制。

请参阅图6，其为具有用来清洁旋转表面1426的清洁装置与旋转元件1422及光学感应装置144的简化的示意图，其架构与图3大致相同，故相同的元件不再赘述。该清洁装置包含毛刷柄1460、刷毛1462、弹簧1464、磁性物体1466及磁力产生元件1468。毛刷柄1460夹住刷毛1462并且可相对座体1442(或为电路板1448)旋转。弹簧1464(或其他弹性物体)提供弹力以将毛刷柄1460拉向座体1442、或推向座体1442(例如弹簧1464设置于毛刷柄1460与磁力产生元件1468之间)。磁性物体1466固定于毛刷柄1460上。磁力产生元件1468用来产生磁力，藉以吸引磁性物体1466，以使毛刷柄1460克服弹簧1464拉力而旋离座体1442，并使刷毛1462接触旋转表面1426，进而清洁旋转表面1426，例如附着于旋转表面1426上的尘土及其他杂质。

磁力产生元件1468可利用电磁铁达成。若磁性物体1466为永久磁铁，且磁力产生元件1468为电磁铁，则可藉由对磁力产生元件1468的线圈通以不同流向的电流以达到对该永久磁铁产生吸引或排斥的效果，而无需前述弹簧1464的设置。当然，若磁性物体1466与磁力产生元件1468均为电磁铁时，亦可藉由控制两者的磁极方向来达到两者间的吸引或排斥效果。另外，毛刷柄1460的作动亦可为滑动于座体1442上(如图7所示)，以取代前述旋转作动方式，意即其可藉由滑轨实现。补充说明的是，于图6及图7中，以虚线表示该清洁装置处于待命状态的位置。另外，若刷毛1462使用较柔软的材料制成时，刷毛1462可始终保持在清洁旋转表面1426的位置，而无需前述磁性物体1466及磁力产生元件1468等用来将刷毛1462移离旋转表面1426的元件设置。

同理，亦可于旋转元件1422上设置感应面1450清洁装置，用来清洁感应面1450，例如用来清洁附着于感应面1450上的尘土及其他杂质。请参阅图8，其为具有用来清洁感应面1450的清洁装置与旋转元件1422及光学感应装置144的简化的示意图，其中止挡块1446以虚线表示。于图8的配置中，清洁装置可单纯地仅包含刷毛1462(或含一小部分用来固着刷毛1462的毛刷柄)，设置于旋转表面1426上。当旋转元件1422旋转时，刷毛1462即可刷过感应面1450以清除附着于感应面1450上的尘土及其他杂质，当然，附着于停滞表面1452上的尘土及其他杂质亦将一并清除。于此情形，止挡块1446可略而不用。若考虑止挡块1446的功能，刷毛1462无需不间断地清洁感应面1450，故清洁装置可计设成可伸缩于旋转元件1422内，当需要清洁时，清洁装置的刷毛1462伸出于旋转表面1426即可。补充说明的是，前述分别用来洁清旋转表面1426及感应面1450的清洁装置可同时存在，不限前述各图中所示的配置。

再补充说明的是，前述各具体实施例虽以投影机及其滤光装置为例，但本发明不以此为限。举凡需利用光学感应器感应旋转元件的应用中，本发明均有其适用，例如电气箱的散热风扇的转速监控。

综上所述，本发明的具有抗尘结构的光学感应装置、滤光装置及投影机可有效减少尘土沉积于光学感应器的感应面上的沉积量，而不致阻碍机体内气流对旋转元件等元件的冷却作用。故当流入机体内的气流含有过多的尘土时，本发明的光学感应装置、滤光装置及投影机仍能正常运作，不会如一般投影机因尘土遮盖光学感应器而无法正常判断出色轮转速以正确地控制色轮转速、投影出正确的影像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种具有抗尘结构的光学感应装置，用于感应转动元件，该转动元件具有旋转表面，该旋转表面沿旋转方向旋转，其特征在于该光学感应装置包含有：

座体；

光学感应器，其设置于该座体上，该光学感应器具有感应面，该感应面朝向该转动元件，该感应面与该旋转表面间形成有第一距离；以及

止挡块，其设置于该光学感应器的一侧，该止挡块与该光学感应器依该旋转方向依序设置于该座体上，该止挡块具有停滞表面，该停滞表面与该旋转表面间形成有第二距离，其中该第二距离小于或等于该第一距离。

2.如权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于该感应面低于该停滞表面。

3.如权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于该停滞表面遮盖45度以上旋转角度的该旋转表面。

4.如权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于该停滞表面为弧形表面。

5.如权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于复数个凹陷形成于该停滞表面上。

6.如权利要求1所述的光学感应装置，其特征在于该停滞表面为粗糙表面。

7.一种具有抗尘结构的滤光装置，其特征在于该滤光装置包含有：

如权利要求1至6任意一项所述的光学感应装置；以及

色轮模组，其设置于该座体上并包含该转动元件。

8.如权利要求7所述的滤光装置，其特征在于该色轮模组包含滤光镜片，该滤光镜片固定于该转动元件上。

9.一种具有抗尘结构的投影机，其特征在于该投影机包含有：

机体，其内形成有容置空间；以及

如权利要求7所述的滤光装置，该座体设置于该容置空间中。

10.如权利要求9所述的投影机，其特征在于该色轮模组包含滤光镜片，该滤光镜片固定于该转动元件上。

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