TWI310655B - Color wheel and projecting system - Google Patents

Description

1310655 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於投影系統之色輪，特別是有 關於一種可提高投影亮度之色輪，以及應用該色輪之投影 系統。 【先前技術】 習知的投影系統，包括投影機以及内投影電視，在 使用如德州儀器（Texas Instruments Inc.)的DLP系統時， 需要使用轉動的色輪(color wheel)以將光源的光線分成 紅、綠、藍三色’色光經由數位微鏡元件（Digital Micromirror Device，DMD)反射後可將訊號投影至螢幕， 呈現彩色的投影影像。 習用的色輪包括紅、綠、藍三色的濾光片，亦有採 用四色濾光片的色輪’即增加透明段以配合光源產生白色 光的色輪。 請參照第1A圖，習用色輪1〇係由一承載元件4以及 紅綠藍透明四色濾光片（分別以r、G、B及w表示）所構 成’其中該承載元件4係為常用之環形承載元件並以夾合之 方式固定該等濾光片。第1B圖係該色輪10之側視圖。另 有稱之為八段的色輪（圖未示），即紅綠藍透明四色濾光片 各有兩片依序設置。無論何種色輪，白色濾光片的設置係 依投影系統的需求，配合DMD的控制訊號來達成增加影 像焭度的目的，或將脈衝信號同步鎖定在透明段中，以改 善晝面的閃爍現象。 習用的色輪中，各色濾光片係以玻璃為基材，分別 1310655 鑛以不同顏色之抗反射膜，裁切成所欲的形狀及扇形角度 後再固定於承載元件4之外緣。各色遽光片可使光源的光 穿透以達成分光效果。然而’慮光片經鑛上抗反射膜之 後，由於光線通過透明濾光片後仍有衰減，故穿透率無法 達到100%。 有鑑於此，發明人基於在不需改變投影系統其他元 件的情況下’針對上述缺失，提出一種新穎的色輪，可進 一步提高現有投影系統的亮度。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種可改善投影機亮度之色 輪。 • 為達上述目的，依據本發明之色輪包括一承載元件 - 以及複數濾光片。該複數濾光片係固定在該承載元件之外 緣並形成至少一缺口。本發明之色輪轉動時，該缺口可使 光完全通過，故不須設置習知技術中的透明濾光片。避免 習知色輪中，透明濾、光片造成光穿透率的下降。同時，因 • 複數濾光片在承載元件外緣形成該缺口使得配重不均 勻，色輪轉動時容易產生振動，故在該缺口處設置至少一 平衡子，以消弭色輪轉動時所產生的震動。 承上述，依據本發明之色輪，其中該複數濾光片亦 可形成二缺口，該二缺口係大小一致且相對於該承載元件 • 係對稱設置。該色輪中之複數濾光片亦可形成三缺口，該 三缺口係大小一致且相鄰二缺口之中心線夾角係為12〇 度。如此對稱排列可消除色輪旋轉時的不平衡量。 依據本發明之色輪，可進一步包含一固定環，該固 1310655 定環係沿著該複數濾光片的外緣設置且延伸至該複數濾 光片之一侧。如此該固定環除了促進色輪旋轉時的平衡量 之外，亦可將低旋轉時的風切噪音。 一般習知的投影系統，運用依據本發明之色輪，毋 需改變其他元件或變更設計即可促進投影影像的亮度。 【實施方式】 以下參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之 一種色輪，其中相同的元件係以相同的標號表示。 請參照第2圖’第2圖係顯示依據本發明較佳實施 例之一種色輪20 ’該色輪20包括一承載元件4以及紅、 綠、藍三色濾光片（R、G、B)。其中該承载元件4係為習 知的環形承載元件並以夾合的方式固定該等渡光片。該承 載元件中央可進一步與馬達之樞軸（圖未示）結合，使得該 馬達可驅動該色輪20。該承載元件4分別夾設紅、綠、 藍三色濾、光片（R、G、B)。不同於第1圖是，第2圖所顯 示之色輪20在原設置透明濾光片之處形成一缺口 X。如 此可避免光線穿透過透明濾光片時造成光穿透量的損 失。又，由於色輪20在投影系統中必須以高速旋轉，此 缺口 X的存在使得色輪的質心無法位在旋轉軸線上，故 無法平衡旋轉。為使旋轉平衡，承載元件4的周圍在該缺 口 X處增設至少一平衡子6,該平衡子6的重量恰可盥對 稱於該缺口 X之濾光片的重量形成力偶，可避免色^轉 動時因為不平衡產生振動及噪音。該平衡子係由塑膠、橡 膠或金屬所構成，亦可為扇形板狀或環形條狀。^ 第3圖係顯示依據本發明另—較佳實施例之一種色 1310655 輪30，該色輪30具有兩組三色濾光片（R、g、B)，於本 實施例取消了透明濾光片的設置’即在原設置透明遽光片 之處形成一缺口 x。因為缺口 X之數目為二，故在承载 元件4上設置平衡子為任意選擇，只要缺口 X大小—致 且對稱設置形成力偶’即可達成色輪轉動時的平衡。

第4圖顯示依據本發明又一較佳實施例的一種色輪 40。請參照第4圖，相鄰的兩濾光片間具有一缺口 χ，^ 缺口 X及取代原有之透明濾光片功能。在此實施例中， 三缺口 X大小一致且兩相鄰缺口 X的中心線失角為12〇 度，如此該色輪40在旋轉時，可達成平衡。 以上實施例係以缺口 X取代習知技術中色輪之透明 濾光片的功能。缺口 X的數目及大小亦可不對稱於承栽 元件，只要在該色輪轉動時，能達成轉動平衡即可。 再者，考量色輪因為缺口 X在旋轉時的所需的穩 性’可進-步在遽光片外緣設置一固定環。如第5 A圖 色輪3GA，該色輪嫩的濾光片設置與第 =不的色輪30相似，在濾光片的外緣進—步設置一固〜 第5B圖顯示該色輪3〇A的侧視圖。第冗 ^ 5B圖的局部放大圖。由笛A 、弟 著二 弟圖可该固定環8係沿 ❸卜緣設置並延伸至職光片之—側。在本 '该固定環8的實施不限於如第3圖的色於3〇， 可設置在如筮9 ^ ㈡W巴輪30,亦 :不色輪20或如第4圖所示之色輪 :固’ 8係由塑膠、橡膠或是金屬所構成。 例所例ί二色3使:之承載元件並不限於較佳實施 定方式亦不限該承/元:，光片之固 於灭口之方式，亦可以黏合、套接或以上任 ^1〇655 擇之方式來固定該等濾光片。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性 離本發日狀精神與_，輯其進 彳何未脫 均應包含於後附之”專利範财仃之#修改或變更， 【圖式簡單說明】 ，1A圖顯示f知技術之色輪的正視圖； 第1B圖顯示第1A圖之色輪的側視圖；

=2，示依據本發明較佳實施例之色輪的正視圖； 依據本發明另—較佳實關之色輪的正 兄園， 第圖顯不依據本發明又—較佳實施例之色輪的正 見圖， 第圖顯示依據本發明一較佳實施例之色輪的正 見圖，

:=圖顯示第5A圖所示色輪的側視圖；以及 弟5C圖係第5B圖的局部放大圖。 【主要70件符號說明】 4 承栽元件 40 色輪 6 8 10 平衡子 固定王袠 色輪 R G 紅色濾、光片 綠色滤光片 20 色輪 B 藍色濾光片 30 色輪 W 透明濾光片 30A 色輪 X 缺口 ：S) 9

Claims (1)

1310655 十、申請專利範圍： 1. 一種用於投影系統之色輪，包括： 一承載元件； 複數個濾光片，固定於該承載元件之周緣並形成至少 一缺口。 2. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該複數個濾光片 係分別為紅色、綠色以及藍色濾光片。

3. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該複數濾光片係 以夾合、黏合、套接或等效方式固定於該承載元件之周緣。 4. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該承載元件在該 缺口處更包括至少一平衡子。 5. 如申請專利範圍第4項所述之色輪，其中該平衡子係由塑 膠、橡膠或金屬所構成。 6. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該等缺口係大小 一致。 7. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該等缺口相對於 該承載元件係為對稱設置。 8. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該等缺口係大小 一致且相鄰二缺口之中心線夾角係為120度。 9. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其更包括一固定環， 該固定環係沿著該複數個濾光片的外緣設置且延伸至該 複數個濾光片之一側。 10. 如申請專利範圍第9項所述之色輪，該固定環係由塑膠、 橡膠或金屬所構成。 11. 如申請專利範圍第1項所述之色輪，其中該等缺口係分別 10 1310655 形成於兩相鄰之濾光片之間。 12. —種投影系統，包括： 一光源； 一色輪組；以及 一數位微鏡元件； 其中該色輪組包括： 一馬達； 一承載元件，與該馬達之樞轴相接； 緣並形成至少 • 複數個濾光片，固定於該承載元件之周 一缺口；以及 生之光線經過色輪的分色後，再透過該數位 Μ鏡70件的反射以產生一影像。 13·:!請專利範圍第12項所述之投影系統，其中該複數個 濾光片係分別為紅色、綠色以及藍色濾光片。 14·如申請專利範圍第12項所述之投影系統，其中承載元件 在該缺口處更包括至少一平衡子。 15·如申請專利範圍第14項所述之投影系統，其中該平衡子 係由塑膠、橡膠或金屬所構成。 16.如申請專利範圍第12項所述之投影系統，其中該等缺口 係大小一致。 17.如申請專利範圍第12項所述之投影系統，其中該缺口相 對於該承載元件係對稱設置。 18·如申凊專利範圍第12項所述之投影系統，其中該等缺口 係大小一致且相鄰二缺口之中心線夾角係為120度。 19.如申請專利範圍第12項所述之投影系統，進一步包括一 固定環，該固定環係沿著該複數濾光片的周緣設置且延伸 1310655 至該複數濾光片之一側。 20. 如申請專利範圍第19項所述之投影系統，該固定環係由 塑膠、橡膠或金屬所構成。 21. 如申請專利範圍第12項所述之投影系統，其中該等缺口 係分別形成於兩相鄰之濾光片之間。

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