TW421728B - Projector having a self-aligning replaceable projection lamp mechanism - Google Patents

Description

42^28 __ ΒΊ 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 五、發明説明（1 ) 發明背景 1. 發明範圍 本發明大致有關於一種具燈泡组合體的投影機，以允許 使用者容易且經濟的更換投射燈泡。本發明尤其有關於敘 述種液时顯示（LCD)投影機’包括一個框轉容易伸入之 自行對正投射燈泡组合體，以使用低成本的金屬卣化物燈 。本發明的燈泡组合體包括單向與預對正的燈泡燈座，以 自動的將燈泡對正及定位在投影機的正確光學位置中。 2. 前案説明 有多種習用的投影機如架空及LCD投影機。通常這些投 影機包括一燈泡亦即一光源如白熾燈泡或石英燈泡，以便 能將影像投射在螢幕上.名詞燈泡也包括雷射燈，_素燈 ，金屬南化物燈，日光燈，以及其他習用的光源。 投影機一般包括較複雜的光學投射系統，以便將光從燈 泡中導出並加以聚焦。小心的對正以及投射系統中的燈泡 對正與定位是很重要的以得到明亮且良好的投射影像。 傳統上，投影機的投射燈泡是特別設計的而且具有極昂 貴的元件。燈泡更換一般很笨拙，需要由技工將投影機外 殼部分拆下，並伸入投影機外殼内部小心的處理破璃燈泡 以確保對正=由於安裝與更換燈泡都需要由技工來執行， 因而限制投影機攜帶到外地時的可靠性以及可攜式到各地 顯示時的可靠性。 已嘗試設計出一些投影機系統其允許由使用者更換燈泡 。爲了避免要先將投影機的元件柝解以伸入燈泡，—些設 -4 - ----------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 泉 本纸ft尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210>< 297公兑) 421 72 8 Λ7 B7 五、發明説明（2 計已包括更換裝在投影機殼中的燈泡。例如一種設計包括 具有眾多派形燈管與區塊的旋轉板。藉由旋轉一組凸輪， 售的私壞的恭形燈官即與燈泡分開，而新的浪形燈管即更 換成爲光源。然而在内部更換系統中，更換燈泡與更換機 構佔據投影機本體内部的大量空間，因此設計輕巧或可攜 式投影機時會產生問題。此外内部更換系統會消耗燈泡的 内部供應能量，因而必須在安裝新燈泡之前將投影機拆解。 其他設計則嘗試藉由利用一接頭式燈泡匣的不同變化來 簡化燈泡更除，燈泡裝入包裝盒而且在出廠時已於一匣中 對正，該g包括電線，接頭與反射鏡。移開伸入面板並將 整個匿取出即可伸入匣中。將舊匣丟棄而一個完全新的匣 即位於投影機裝置的内部。匣更換系統提供較容易的使用 ’而其優點是將燈泡預對正成相對於反射鏡及整個光學投 射系統有一適當的位置。然而整個匣的更換一般很貴，在 一些設計中倬入與更換匣時，使用者可以伸入投影機外殼 的内部區域’這會增加電擊的危險或是會損壞投影機的精 密元许。 經濟部中决標举局員工消费合作社印製 C請先閱讀背面之注意事項再填穷本頁} 其他设计已提及使用包括可更換插入圉素燈的匣。然而 鹵素燈比金屬鹵化物燈的明亮效果差，整個匣仍必須從投 影機本體移開然後再插入。匣更換系統包括多個鬆弛元件 ，因此使用者會將其放錯位置。 因此需要一種投影機其能允許容易的伸入與更換投影機 燈泡。一種較佳的設計是使用者直覺式，且不需要特別訓 練或工具即可更換與對正燈泡。此外—較佳設計可允許使 5- 各紙伕尺度適用中囷國家標準（CNS ) Λ4ΑΙ格 (21 Ox 297公益） 421728 經濟部中央標準局貝工消费合作社印策 Λ； Β: 五、發明説明（3 ) 用較亮的金屬鹵化物燈a 發明之概诚 本發明包含具有一自行對正可更換燈泡組合體之投影機 。授影機包括：具有一燈泡組合體凹處之投影機本體，— LCD面板，一光學投射系統，及一燈泡組合體^投影機也 包括大致覆蓋凹處之可移動燈泡門。 燈泡組合體包括一燈泡支架，其以一鉸鏈與投影機本體 連接。燈泡支架具有一開啓位置，供燈泡支架在投影機本 體外部擺動，及一關閉位置，供燈泡支架擺動至投影機本 體内部四處。 燈泡支架包括第一及第二對正之燈泡燈座用以容納燈泡 。各燈座包括：一電氣接點，用以與燈泡之各端電氣端點 作電氣連接，及一熱沈用以控制燈泡溫度。在一實施例中 ’燈座係單向電氣傳導彈簧偏壓夾。燈泡係具有兩個末端 电氣端點之加長型金屬鹵化物燈。當更換燈泡時燈座會自 動地將燈泡對正及定位。燈泡支架及投影機本體包括—對 準機構，其可緊閉以及相對於光學投射系統而光學地對正 燈泡在燈泡支架之關閉位置中。 附圖之簡單説明 圖1是根據本發明的電子投影機的前方，侧面及上方的 立體圖= 圖2是圖1投影機的分解圖3 圖3是圖1投影機的燈泡組合體的分解圖n 圖4是圖1投影機的前方，側面及底部的立體圖s -6- 本纸伕尺度適用中國國家標準（CN'S ) Λ4規格（210X297公兑} n I --------‘士 __.--I__丁 _-_ ___I _ A -'°. I u ' -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 4^1 72 8 五、發明説明（4 ) 圖5 ^圖1電子投影機的燈泡出入门的放大視圖。 圖6是圖1電子投影機的燈泡組合體的放大立體圖3 圖6a是圖6之詳細放大圖3 圖7是圖5燈泡組合體的放大立體圖，包含燈泡更換的 細節ΰ 圖7a是圖7之詳細放大圖。 圖8疋開啓位置時沿著圖I投影機的燈泡組合體的線 8切去的剖面側視圖。 圖9是關閉位置時沿著圖丨投影機的燈泡组合體的線8_ 8切去的剖面側視圖3 圖I 〇是根據本發明的燈泡组合體的第二實施例立體圖3 圖11是本發明第二實施例中使用的燈泡的侧視圖。 圖〖2是圖10燈泡組合體的剖面側視圖3 圖1 3是圖10燈泡組合體的前視圖。 發明之詳細説明 圖1是根據衣發明的電子投影機1 0的圖形，熟於此技術 者可了解的是本發明可以包括在多種投影機設計中，包括 架空’後側與投影片投影機。圖2是電子投影機10的放大 圖形。電子投影機10包括本體12，燈泡組合體20，LCD 面板3 0，與光學投射系統4 0 ^光學投射系統4 0包含主聚 焦鏡42，反射鏡44與聚光鏡46如圖3所示。其他實施例 包含眾多光學裝置如鏡與透鏡。LCD面板30是一顯示裝 置如日本夏普公司（SHARP)製造的6.4”非晶TFT。 燈泡组合體20的元件如圖3所示，光學元件包含二色反 -7- 本紙張尺度適用 f @1醉紗（CNS ) 2 10 x 297/.>iSi ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 '^ A* 421728 五、發明説明（5 ) 射鏡45與自由形式聚光鏡46。反射鏡44由反射鏡支架45 支撑’而聚光鏡46由後聚光鏡支架47及前聚光鏡支架48 支撑。元件44-48大致是沿著高壓空間22的側壁設置，恒 溫器24也設置在高壓空間22的侧壁上。 燈泡支架50對正位於高壓空間22的相對侧壁上的凹處 中。燈泡支架50包括：調整彈簧51，平台52，鉸鏈54 ’第一燈泡燈座56，第二燈泡燈座58，與裝在對準支架 62内壁上的電源線6〇(參考圖6)。燈泡支架可以將燈泡 7〇緊閉，電氣連接，及對正。 燈泡组合體20相對於LCD 30與光學投射系統40的位置 及對正對於提供投射影像的期望解析度與亮度很重要。^ 4中的投影機10於設計上使得燈泡7〇定位在較能伸入的位 置，、即接近投影機本體12的底部。在其他實施例中，燈泡 可位於其他容易伸入的位置，如投影機的一側壁中。/ 電子投影機H)的外殼或本體12一般是由塑性材料製成 二：然外殼也可以由金屬或習用的其他材料製成。本體η 匕0凹處14其大致位於與燈泡7可更換 園上。對準輪廓64,包括一邊後以置相料殼的外 .，則収細處u料I喊Λ 技旋轉過度 影機的底部如圖4, 5所*/出入板^門21位於電子投 中以大致覆蓋凹處u與對準出二 ^ tb -T ^ 2 1的外衣面。在t他

實她例中可4略出入門21，或者 U 殼12。 〗將門21鉸鏈連接到外 燈泡支架50具有—關閉位置如 ’ 9所示，以及一開 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝· 經濟部中央標準局買工消費合作社印製 泰纸張尺度财辟（ -8- )如規格（2〗〇x297公及

Λ： IV 五、 發明説明（6 孓位置如圖6-8所示。在關閉位置中，燈泡7〇位於凹處i4 之中而且相對於LCD 30與光學投射系統40之中的高壓空 間22對正。閂23將燈泡支架緊閉在關閉位置。對準特徵 包含對準支架62，閂23，與凹處14外圍上的對準輪廓64 ’以幫助將燈泡支架50緊閉在關閉位置，與幫助正確的對 正燈泡70。 圖7詳視圖中的燈泡70是以可解開之燈座56，58緊閉 著.。投影機丨〇使用一金屬鹵化物燈如分別由〇sram與

Sylvania公司製造的型號HMP 400DE與BS 400DE的燈泡 燈泡70疋一金屬圉化物燈並包括一細長形燈泡72，其 具有一石英或同等的熔絲矽封裝水銀與稀土氣體。2個電 極74居著燈泡轴對正並投射入燈泡72之中。電極74設定 在燈；包72之中而且與燈泡外殼離開—段距離以界定一電 極間隙76 ^使用時，在跨過電極74之間的電極間隙76上 形成一弧。2個接觸末端點78大致位於燈泡70的二端， 而且與電極74作電的連接。2個熱傳導蓋75大致上以陶 磁方式密封燈泡70的末端。 如圖6-8所示，在開啓位置之中的燈泡是裝在燈泡支 架5 0上’可以擺動或樞轉至通常位置投影機本體12外的 使用者伸入位置3在本實施例中，爲了易於伸入可以將燈 泡支架5 0旋轉約9 0度。本實施例的鉸鏈5 4是一平的鉸镑 ’與本體1 2上對準支架6 2的低端6 3連接。熟於此技術者 能了解的是可以使用多種鼓鏈設計與設置方式。在其他實 施例中，燈泡組合體可以具有不同的移動自由如1 8 0度， -9- 本紙张尺度適用中國國家標淳（CNS ) Λ4現格（2IOXM7公楚） i —I— mu I 1^·ί^· - I- —ff 1 !---—iJ - — -1 —ιί ]—1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中决標準局K工消費合作社印装 728 728 經濟部中央標準局男工消费合作社印^ A* B' 五、發明説明（7 ) 或者可置於移動的鉸鏈上，以使组合體同時旋轉及向外投 射。 或者，也可使用無鼓鍵設計，另一種特別設計包括一择 泡支架其定位成爲一轴展，以便在軌道或槽中滑動以出入 外殼12 »抽屜設計的優點是限制燈泡支架的移動範圍以助 於確保正確對正。 燈座56，58是彈簧偏壓式，沿著z軸電氣傳導金屬支 架作縱向對正以容納燈泡70。與習用凹陷即固定式設計相 比’燈座56，58是可解開之的，以允許更換燈泡7〇 ,燈 座56，58包括夾5 7與接點59。夾57將末端蓋子75腎閉 並且將燈泡7 0的末端對正在X與y轴a使用燈泡7 〇時，皆 泡70的末端蓋75可以將電派產生的熱散溢。炎57是熱傳 辛的，而丑相連以富成熱沈以助於调節燈泡7 0與焊i座56 ’ 58的溫度。溫度調節可以延長燈泡70的壽命，並夕許 燈泡70的較快冷卻，有了這些特徵即可使用高能量使用者 可更換的金屬商化物燈。 接點59是Y或U形的，並提供與接觸端點72的電氣連 接=接點59U形中的彎曲部分可容納接觸端點以有助於沿 著z軸將燈泡自行對正3在本實施例中，燈么70是具有同 等電極的ac燈泡。因此無正或負接點，而且不論燈泡的極 性方向燈泡都可以對正°燈座5 6，5 8是單向的，亦即， 其配置成只有燈泡指向正確方向時才會容納燈泡70。電線 60與燈座5 6，58是電的運接以提供一開路以關閉燈泡70 。也可使用習知的其他燈座設計。或者，燈座將緊閉機構 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（ZIOXM7公筇） ----- —--ί - If i —_--.*^_____ _____丁 . i I— _____A -5/ (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) ^濟部f央標導局負工消贵合作社印製 421728 Λ7 _____— 五、發明説明（8 ) ~~*" ~ 與電氣接點合併如插入式或螺入式配置。 如圖7所示，使用者可以拿取開啓位置中的燈泡7〇 ^接 著將舊燈泡與燈座56，58分開’並且將新燈泡^入燈座 作電氣匹配以完成燈泡70的更換。打開門時，圖8中 的安全開關80於燈泡支架50在開啓位置時，會自動的將 線路電壓切斷以保持安全。門21包括2個检8 2，其施壓 在安全開關8 0上’並且在關閉位置更換門2 1時，可以將 線路電壓接上。也可使用其他安全開關設計，包括手動開 關。 如圖8，9所示，一旦更換，即由燈座56，58將新燈泡 70對正在沿著X，y，z軸的期望位置<3使用2個燈座以 及用鉸鏈54來限制燈泡支架50的移動，即可限制燈泡70 的移動範圍與可能的不對正。一旦返回關閉位置，對準特 徵更有助於確保將燈泡70與光學投射系統作光學對正，如 圖9所示。熟於此技術者可了解的是燈泡相對於不同的光 學投封系統可以有更多的較佳位置。 圖10-13說明另一實旄例，其包括單端金屬鹵化物燈Π0 如德國OSRAM公司製造的OSRAM HMI123型燈泡。單瑞 燈泡170置於燈泡支架150中，並包括燈座156與反射鏡 144。燈泡支架1 50可以鉸鏈盤的方式置入，其類似於圖 1-9投影機10的方式。燈座1 56包括一可解開之緊閉機構 其具有對準特徵，如插入式或螺入式接頭，以便電氣連接 的緊閉显將燈泡170對正。 本發明的設計提供一致的燈泡對準，使用者直覺式，並 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X 297公漦） -------^--—裝--------訂-------." (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 々ns ' Λ 7 _________ ΙΓ 五'發明説明（9 ) ^ 允許使用者在不拆解投影機组合體之下容易的更埃燈泡。 因爲金屬鹵化物燈用在眾多照明應用中，因此金屬自化物 燈的價格與供應量一般都比專同經過特別設計的投影機歴 燈泡優越。使用者可以攜帶備用燈泡或是從出售燈泡的商 店買到備用燈泡。 本文所述的實施例僅爲説明性質’不應該將本發明的範 園限制在此。熟於此技術者可了解的是在根據本發明之精 神與範圍下，可以有其他修正及變化。 --!1 - ^1 - -Γιιί ^^^1 ^—^1 I- - - i - J— 1^1 I I ^^1 1 !i - -^σι I - - - _ : i I — (請先閱讀背面之浼意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 用 適 度 尺 紙

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Claims (1)

1. s S 3 Λ BCD 421728 六、申請專利範園 1. 一種投影機，包含： 一投影機本禮，具有一燈泡组合體凹處； 一光學投射系統； 一燈泡支架，與投影機本體連接，燈泡支架具有一開 啓位置，供燈泡支架移至投影機本體之外，及一關閉位 置，供燈泡支架移入投影機本體内部之燈泡组合體凹處 :以及 —第一燈泡燈座，與燈泡支架對正並且配置成緊閉及 電氣連接一可更換燈泡，燈泡燈座具有一可解開之緊閉 機構用以容纳及對正可更換燈泡； 其中在燈泡支架之關閉位置中，燈泡在光學投射系統 中之期望位置對正，而且在燈泡支架之開啓位置中，燈 泡大致位於投影機本體之外。 2. 如申請專利範.圍第1項之投影機，其中燈泡支架籍由一 鉸鏈與投影機本體連接。 3. 如申請專利範園第1項之投影機，其中可解開之緊閉機 構包括一熱沈。 4. 如申請專利範圍第1項之投影機，更包含對準特徵以緊 閉並且對正燈泡支架在關閉位置中= 5. 如申請專利範圍第1項之投影機，其中燈泡係一金屬鹵 化物燈= 6. 如申請專利範圍第1項之投影機，其中燈泡支架包括裝 在燈泡支架上之第二燈座，其中第二燈座線性對正以容 納具有一大致縱向形狀之燈泡。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ---- i - «u -' i I I ! I I) T ____ __ 1.1 表 (諳先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 ..Ρ Jc s S ABCD 421728 々、申請專利範圍 7. 如申請專利範園第1項之投影機，其中燈座包括一電氣 接點以建立與.燈泡之電氣連接= (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 8. 如申請專利範圍第1項之投影機，其中燈座包括一 U形 終端接點及一熱傳導夾用以·緊閉燈泡。 9. 如申請專利範圍第1項之投聲，其中燈座包括一電傳 導彈簧偏壓夾。 10. 如申請專利範圍第1項之投影機，其中燈座係單向。 11. 如申請專利範圍第1項之投影機，更包括一液晶顯示器。 12. 如申請專利範圍第1項之投影機，更包含一可移動燈泡 門以大致覆蓋凹處。 13. 如申請專利範圍第1項之投影機，更包含一安全開闘， 當燈泡支架在開啓位置時，會自動地將燈泡之線路電壓 切斷。 14. 一種液晶顯示投影機，用以投射影像在一螢幕上，投影 機包含： 一投影機本體； 一液晶顯.不益： - 一光學投射系統； 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 一可解開之第一自行對正燈泡燈座，用以容納一縱向 可更換燈泡之第一端； 一可解開之第二自行對正燈泡燈座，用以容納一縱向 可更換燈泡之第二端；以及 一平台，鉸鏈地與投影機本體連接，其中燈泡燈座裝 在平台上，平台具有：一第一位置，供平台將燈泡擺動 -14- 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格（2!0>< 297公釐） .r·: or· - ΰ S Λ BCD 421728 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 至投影機本體外部，及一第二位置，供平台將燈泡擺動 至投影機本體内部之一内部位置，並相對於光學投射系 統作光學對正。 15. 如申請專利範圍第14項之液晶顯示投影機，更包含一對 準機構，以緊閉鉸鏈之平台以及將投影機本體對正在關 閉位置3 16. 如申請專利範圍第14項之液晶顯示投廝莢，其中燈泡燈 座配置成容纳一金屬齒化物燈° 17. 如申請專利範圍第14項之液晶顯示投影機，其中燈泡燈 座係熱傳導並包括一熱沈。 18. —種燈泡组合體用以容納一可更換燈泡，燈泡組合體包 含： 一燈泡外殼，具有一燈泡凹處； 一鉸鏈式燈泡支架，大致鉸鏈地連接燈泡外殼，燈泡 支架具有一内表面及一外表面； 一燈泡容納燈座，位於燈泡支架之内表面上用以容納 —燈泡，燈.泡容納燈座包括一燈泡保持機構及一電氣接 點： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 其中燈泡支架樞轉至一開啓位置，而燈泡位於燈泡外 殼之外，以及軀轉至一關閉位置，而燈泡包含在燈泡外 殼之燈泡凹處中並且對正。 19. 一種液晶顯示投影機，包括如申請專利範圍第1 8項之燈 泡組合體α 20. 如申請專利範園第1 8項之燈泡組合Μ，其中燈泡組合體 配置成容纳一金屬齒化物燈° -15- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4^洛（210Χ297公釐）