TWI402602B - 具有自動對準區段之彩色輪 - Google Patents

Description

具有自動對準區段之彩色輪

本發明揭示一種可旋轉之彩色輪，其可用於投影機系統中以達成一影像面板之顏色順序照明。

大多數用於在一螢幕上產生彩色影像之影像投影裝置僅包括一影像面板。為形成一彩色影像，必需以不同顏色之光束順序地照明該面板。如果該順序被足夠快地展示，則人的肉眼無法及時地解析該彩色影像順序。因此一彩色影像之效果便形成了。一用以實現該所要之順序照明的方法係將被固定在一可旋轉輪轂上之分色濾光片區段放置在一光束路徑上。因為此類型彩色輪之旋轉必須相當快，故強大離心力會作用在該等分色濾光片上，且用該將該等分色濾光片固定至該可旋轉輪轂上之設施必須能提供充分之穩定性。

在大部分情況中，僅使用一黏著劑以將該等彩色濾光片區段固定至該輪轂係足夠的。US5,868,482(Edlinger)案揭示了此類型之彩色輪，其包括一碟形載體及若干彩色濾光片區段，其藉一環氧黏著劑而被附著至該碟形載體之周邊。遺憾的是該揭露內容並無提及任何有關這些彩色濾光片區段與該碟形載體間之對準。對準是很重要，因為由於快速旋轉之故，該輪必須被良好地平衡，且如果該等區段未被良好地與該碟形載體對準，則額外之平衡設施便有必要了。包括塗敷黏著劑、對準該等區段、固化該黏著劑、及平衡該輪之每一組裝步驟均很費時且幾乎無法考慮標準化或自動化程序。

此外，在某些情況中，僅憑藉黏著劑來固定該等區段似乎是不足夠的。有時在那些僅基於力的計算之情況中，該「僅用黏著劑」之組裝似乎是不足夠的，而額外之機械固定設施就有必要了。在這樣之情況下，根據先前技藝，位在該等區段中之孔及螺絲便被使用以額外地將該等區段固定至該碟形載體。遺憾地，這是一複雜的程序，且在玻璃中鑽孔並以螺絲固定該等區段會降低該等區段之耐用度。

在US6,011,662案中，一彩色輪被設置成具有可變更之濾光片區段。本案中，一輪轂具有特定之濾光片固持結構，其沿著該輪轂之周邊包括一彈簧元件。每一彩色元件被安裝於一平台組件上。該平台組件被構形成具有若干啣合位在該輪轂上之諸對應樁件的凹緣元件，以及一與位在該輪轂中之一對應凹穴相啣合的向下突出塊。該輪轂具有複數個樁件及塊件凹穴。該彩色元件被嵌入該輪轂中並向下壓。該等凹緣元件啣合該等樁件。該塊件被嵌入該塊件凹穴。只要該彩色元件之底部表面被向下壓抵住該輪轂，則該彩色元件便可藉那些結構而被固持在該輪轂上之適當位置處。該彈簧元件伸展至恰超過位在該彩色元件之該平台組件上之斜緣。該彩色元件可藉由提升該彈簧元件而從該輪轂處被抬升。

該US6,011,662案欲提供一種彩色輪，其具有可容易變更且可由使用者選定之分色濾光片。如上列說明可見，該系統是相當複雜的。濾光片區段需被固定至包括彈簧等之平台上。因此，這是一種相當昂貴之解決方式，而熟悉本藝之人士以其想實施一簡單且便宜之組裝的意圖下，均將會避免使用此一方式。

本發明之目的至少部分地在於提供一種針對上述與先前技藝有關之問題的解決方式。特別之重點在於提供一種組裝方法，其導致該等區段之自動對準，以及一可將該等彩色濾光片區段牢牢固定於一輪轂上之單一步驟。依此方法組裝後所獲之彩色輪若有必要也只需付出些微心力於保持平衡上，且其質輕又便宜。

在根據本發明之該解決方式中，一彩色輪上設有一輪轂。該等彩色濾光片區段係由一單件體所構成，且被構形成具有若干凹緣元件，其與被設置在該輪轂上或在用於將該等區段軸向地固定至該輪轂處之額外設施上之語對應樁件相啣合。相對照於習知之解決方式，並不需要額外平台以將該等彩色輪區段固定至該輪轂。該類型之額外設施可例如為一塑膠環。例如，可藉由化學黏合、機械滑扣機構、超音波焊接或其他適合之方法來進行固定工作。

下文中將藉助圖式來更詳細地敘述本發明。多個實施例將會被討論。然而，在下一節中，一典型之習知解決方式將首先被說明，以便可特定地指出本發明相較於習知技藝之優點。第1a圖至第1c圖顯示習知解決方式之組裝。第1a圖顯示一彩色輪區段3，其輪廓包括一外圓弧部5、一內圓弧部7及兩直線徑向部9、9’。在此一範例中，沿著該兩直線徑向部9、9’延伸至其交叉點之該等線間包含一120度之夾角Φ。因此，如第1b圖所示之三個該區段3、3’及3”形成一完整之彩色環19。該等區段3、3’及3”中之每一個可包括一有別於其他者之彩色濾光片。例如，區段3可包括一藍色穿透濾光片，其被界定成從420 nm至500 nm之波長能透過並反射其餘之可見光；區段3’可包括一紅色穿透濾光片，其被界定成從600 nm至680 nm之穿透波長能透過並反射其餘之可見光；而區段3”可包括一綠色穿透濾光片，其被界定成從500 nm至600 nm之波長能透過並反射其餘之可見光；形成該環所需之區段數目可不同於3，且彩色輪可由若干具有相同濾光片之區段所構成。該夾角Φ可針對每一區段而被單獨地選定，只要該等夾角之總和相等於360度以形成一環便可。然而，為達成本發明之目的，以具有三個區段之範例來敘述是足夠的，只是這並不意味著本發明被限定為三區段之總成。

另參照第1b圖，其顯示一習知彩色輪總成之分解圖，該彩色環19被固定至一輪轂11。在一些習知解決方式中，固定工作係藉使用一黏著劑將該等區段膠合於該輪轂上來進行。有時，如第1b圖所示，該輪轂11包括一圓柱孔13及一具有一固定圓柱17之固定碟15。在組裝期間，該固定圓柱17被壓入該圓柱孔13內，且結果該固定碟15被圍在該等區段3、3’及3”之中。換言之，該彩色環19被夾置於該輪轂11與該固定碟15之間。在這情形下，該輪轂11與該固定碟15以及該固定圓柱係以金屬製成，以便保證可有一良好之機械接觸，且可抵擋由該等區段作用在介於固定碟及諸區段間或輪轂及諸區段間之該等觸點上之諸徑向力。

第1c圖最後顯示該已組裝成之習知彩色輪23。請注意根據前述之範例，該等彩色輪區段包括若干單件體，其被膠合於該輪轂上且被夾置在該輪轂與一固定碟之間。

第2a圖至第2c圖顯示根據本發明之一第一較佳實施例之諸區段及一彩色輪之組裝。第2a圖顯示一彩色輪103，其輪廓包括一外圓弧部105、一內圓弧部107及兩徑向部109、109’。該等徑向部109、109’中之每一個包括至少一三角形凹部110、112。當三個該彩色輪區段103、103’及103”被放在一起以形成一完整之彩色環119時，諸相鄰區段之諸相鄰凹部對110、112’形成一矩形孔。該等區段以一方式被放置在一輪轂上，以致使該等凹部可以一適貼配合之方式啣合相對應之樁件150、150’及150”。藉著這些與該等區段之該等凹部相啣合之樁件，該等區段可被良好地對準該輪轂，而不需要額外之調整程序。在此處所述之範例中，該等樁件150、150’及150”之高度係較小於該等玻璃區段103、103’及103”之厚度。諸玻璃區段可例如為1.2 mm厚，而諸樁件可為1 mm高。以與前述之習知解決方式相同之方式，該輪轂111包括一圓柱孔113，且該彩色環119被夾置於一固定碟115與該輪轂111之間，藉以使一形成在該固定碟115處之固定圓柱117啣合且被壓入該圓柱孔113內。為了將該碟固定至該輪轂上，一錨構造可被使用為可選擇者，或是除了將一固定圓柱117壓入一圓柱孔113內之外可再額外地使用者。該類型之錨構造需要一被形成於該固定圓柱117處之錨153以及一被形成於該輪轂111之該圓柱孔113內的額外凹部157。使用適貼配合地啣合於該等凹部110、110’、110”及112、112’、112”內之樁件150、150’、150”的諸項優點中之一項在於該等彩色輪區段可藉此被自動地對準該輪轂。然而，使用樁件及凹部之另一主要優點在於，一旦該等區段藉由例如該固定碟115而被軸向地固定至該輪轂，則當依需要而轉動該輪之時，該等相當強之徑向力將主要地作用在該等樁件150、150’及150”，上。換言之，用於抵擋該等強徑向力之設施係呈形成於該輪轂111上之樁件形態之機械設施，且這些設施係與該用於將該等區段軸向地固定至該輪轂之設施相分隔。此便是為何例如該輪轂111及/或該固定碟115連同該固定圓柱117及若有必要該錨153可由便宜製造之塑膠構成。此外，這可使得組裝工作不需使用黏著劑。

顯然地，該等被形成於該固定碟115之底側處以便可啣合於該等區段的諸凹部內之樁件可當作一可選擇之結構。如已在此範例中所提及的，該等樁件之高度必須小於該等區段之厚度，以便可有效地將該固定碟壓至該等區段。

第3a圖至第3d圖所示之本發明第二實施例係非常不同的。為可提供不同之凹部範例，如圖所示之該區段203包括若干設於其輪廓之該等徑向部209、209’處之凹部。在本發明之此一實施例中，該輪廓僅包括一外圓弧部，並不需要內圓弧部，而該內部可為任何形狀，只要該形狀不會影響到穩定性或該光學上可用區域。三個該區段203、203’、203”於是被如第3b圖所示般放置在一起以形成一彩色環219，並使該等凹部構成大致呈橢圓形之孔。此一組裝可完成於該輪轂211上，且該區段將會由於該等樁件250、250’、250”而被良好地對準。此一實施例的特點在於被形成在該輪轂211上之該等樁件250、250’、250”本身將構成具有諸頭部之橢圓柱以當作錨。此範例中，該等樁件之橢圓部分之高度相當於該等區段之厚度。如果此時該等區段203、203’、203”被置於該輪轂211之表面上，則該等樁件連同其諸頭部將當作錨並將該等區段充分地固定至該輪轂，而不需使用額外之固定碟。第3d圖顯示該已組裝之輪。第3b圖中所顯示的是被劈開之樁件250、250’、250”。然而，熟習本藝之人士均知悉此處可應用此一錨構造之諸不同變化型式。例如，也可以不是劈開該等樁件，而是使該等樁件之頭部變形以便可進行組裝。如第3b圖及第3c圖中所示，可使用一作為另一選擇之額外固定碟215，其包括若干橢圓孔216、216’、216”，但此範例中並不包括一固定圓柱。第3c圖顯示該最終組裝完成之彩色輪223，其包括該固定碟215。如果使用該固定碟215，則該等樁件250、250’及250”之高度需要被調整。

在第4a圖至第4d圖所示之本發明的第三實施例中，半圓形凹部310及312被構成於該區段303輪廓之該等徑向部內。在第4b圖中，三個該區段被放置在一起，且提供一具有樁件350、350’及350”之輪轂311，而該等樁件如第4c圖中所示地啣合於構成諸圓孔之該等區段的諸凹部內。該等樁件350、350’及350”之高度係較大於該等區段之厚度。然後，可例如就藉由熔化該等樁件之上部而進行軸向之固定，如第4d圖之該可輕易組裝的輪中所示者。

根據本發明之另一觀點，啣合於該等凹部內之該等樁件可被使用以利組裝程序。尤其但不僅只是在使用三個以上區段來形成該彩色環之情形中，彼此緊鄰放置正確之相鄰區段是相當重要的。該等區段之不正確放置會導致低產量。為了避免這些不正確放置，可在該輪轂上設置該等凹部及相對應之樁件，或在該固定碟上形成不同之特定幾何形式。然後，只有該等正確相鄰之區段才可被放置並組裝。第5圖所示的是一實施例，其中該固定碟415包括若干樁件，其係呈棱柱、圓柱、方塊、及其他之幾何形狀(該等樁件之參考例並未顯示以免造成圖式太過繁雜)，且該輪轂411包括該等相對應之凹部，以便讓該等樁件可啣合於該等凹部內。附加顯示的是另一型式之機械固定器具。該固定碟之某些樁件包括螺絲480、480’、480”，以便可將該固定碟固定至該輪轂上。

3．．．彩色輪區段

3’．．．彩色輪區段

3”．．．彩色輪區段

5．．．外圓弧部

7．．．內圓弧部

9．．．直線徑向部

9’．．．直線徑向部

11．．．輪轂

13．．．圓柱孔

15．．．固定碟

19．．．彩色環

23．．．彩色輪

103．．．彩色輪區段

103’．．．彩色輪區段

103”．．．彩色輪區段

105．．．外圓弧部

107．．．內圓弧部

109．．．直線徑向部

109’．．．直線徑向部

110．．．凹部

110’．．．凹部

110”．．．凹部

111．．．輪轂

112．．．凹部

112’．．．凹部

112”．．．凹部

113．．．圓柱孔

115．．．固定碟

117．．．固定圓柱

119．．．彩色環

123．．．彩色輪

150．．．樁件

150’．．．樁件

150”．．．樁件

153．．．錨

157．．．凹部

203．．．彩色輪區段

203’．．．彩色輪區段

203”．．．彩色輪區段

210．．．凹部

212．．．凹部

209．．．輪廓之徑向部

209’．．．輪廓之徑向部

205．．．外圓弧部

211．．．輪轂

215．．．固定碟

216．．．橢圓孔

216’．．．橢圓孔

216”．．．橢圓孔

219．．．彩色環

250．．．樁件

250’．．．樁件

250”．．．樁件

261．．．樁件之頭部

261’．．．樁件之頭部

261”．．．樁件之頭部

223．．．彩色輪

303．．．彩色輪區段

303’．．．彩色輪區段

303”．．．彩色輪區段

310．．．凹部

312．．．凹部

311．．．輪轂

319．．．彩色環

350．．．樁件

350’．．．樁件

350”．．．樁件

323．．．彩色輪

403i．．．彩色輪區段

403ii．．．彩色輪區段

403iii．．．彩色輪區段

403iv．．．彩色輪區段

403v．．．彩色輪區段

404vi．．．彩色輪區段

411．．．輪轂

415．．．固定碟

419．．．彩色環

480．．．螺絲

480’．．．螺絲

480”．．．螺絲

第1a圖顯示習知之彩色輪區段；第1b圖係習知彩色輪之分解圖；第1c圖顯示已組裝之習知彩色輪；第2a圖顯示根據本發明之第一實施例所實施之彩色輪區段；第2b圖係根據本發明之第一實施例所實施之彩色輪總成的分解圖；第2c圖顯示根據本發明之第一實施例所實施之已組裝彩色輪；第3a圖顯示根據本發明之第二實施例所實施之彩色輪區段；第3b圖係根據本發明之第二實施例所實施之彩色輪總成的分解圖；第3c圖顯示根據本發明之第二實施例所實施之已組裝彩色輪，其上配備有固定碟；第3d圖顯示其上無配備固定碟之已組裝彩色輪；第4a圖顯示根據本發明之第三實施例所實施之彩色輪區段；第4b圖係根據本發明之第三實施例所實施之彩色輪總成的分解圖；第4c圖顯示根據本發明之第二實施例所實施之已組裝彩色輪，其中諸區段尚未被固定至該輪轂；第4d圖顯示第4c圖中之該輪經組裝完成後之彩色輪，而該固定工作係藉熱熔方式進行；及第5圖顯示根據本發明之一實施例之彩色輪總成的分解圖。

103．．．彩色輪區段

103’．．．彩色輪區段

103”．．．彩色輪區段

110．．．凹部

110’．．．凹部

110”．．．凹部

111．．．輪轂

112．．．凹部

112’．．．凹部

112”．．．凹部

113．．．圓柱孔

115．．．固定碟

117．．．固定圓柱

119．．．彩色環

150．．．樁件

150’．．．樁件

150”．．．樁件

153．．．錨

157．．．凹部

Claims (9)

1. 一種用於投影機系統中之彩色輪，其包括：一碟形輪轂，其可繞一中心軸線旋轉，及複數個彩色濾光片區段，其每一個係由平面玻璃基板之單件體所形成，並相對該中心軸線被徑向地配置且固定至該輪轂；藉此而形成一彩色環，其相對於該軸線被同心地配置；該等區段之輪廓包括一外圓弧部、一內圓弧部及兩徑向部；該等徑向部之每一個均包括一凹部，其被配置成在該等區段之組裝期間，成對的相鄰凹部可形成一孔，其再以一適貼配合之方式啣合位在該輪轂上之對應樁件。
2. 如申請專利範圍第1項之彩色輪，其中該等樁件之高度係較小於或等於該等濾光片區段之厚度。
3. 如申請專利範圍第1項之彩色輪，其進一步包括一固定碟，其中該彩色環被夾置於該輪轂及該固定碟之間。
4. 一種用於投影機系統中之彩色輪，其包括：一碟形輪轂，其可繞一中心軸線旋轉，及複數個彩色濾光片區段，其係由單件體所形成，並相對該中心軸線被徑向地配置且固定至該輪轂；藉此而形成一彩色環，其相對於該軸線被同心地配置；該等區段之輪廓包括一外圓弧部、一內圓弧部及兩徑向部；該等徑向部之每一個均包括一凹部，其被配置成在該等區 段之組裝期間，成對的相鄰凹部可形成一孔，其再以一適貼配合之方式啣合位在該輪轂上之對應樁件；進一步包括一固定碟，其中該彩色輪被夾在該輪轂與該固定碟之間，該固定碟進一步包括一與至少一錨件相匹配之固定圓柱，該圓柱匹配一位於該輪轂中之圓柱孔，而該錨則將該圓柱固定於該孔中。
5. 一種用於投影機系統中之彩色輪，其包括：一碟形輪轂，其可繞一中心軸線旋轉，及複數個彩色濾光片區段，其係由單件體所形成，並相對該中心軸線被徑向地配置且固定至該輪轂；藉此而形成一彩色環，其相對於該軸線被同心地配置；該等區段之輪廓包括一外圓弧部、一內圓弧部及兩徑向部；該等徑向部之每一個均包括一凹部，其被配置成在該等區段之組裝期間，成對的相鄰凹部可形成一孔，其再以一適貼配合之方式啣合位在該輪轂上之對應樁件，其中該等樁件均包括頭部，其可作為錨件以將該等濾光片區段固定於該輪轂上，而不需額外之固定碟。
6. 一種用於投影機系統中之彩色輪，其包括：一碟形輪轂，其可繞一中心軸線旋轉，及複數個彩色濾光片區段，其係由單件體所形成，並相對該中心軸線被徑向地配置且固定至該輪轂；藉此而形成一彩色環，其相對於該軸線被同心地配置；該等區段之輪廓包括一外圓弧部、一內圓弧部及兩徑向部；該等徑向部之每一個均包括一凹部，其被配置成在該等 區段之組裝期間，成對的相鄰凹部可形成一孔，其再以一適貼配合之方式啣合位在該輪轂上之對應樁件；其中該等濾光片區段之該等凹部具有不同之特定幾何形式，且對應地在該輪轂上形成複數個樁件，因此僅正確之相鄰區段才可被放置並固定至該輪轂上。
7. 如申請專利範圍第3項之彩色輪，其中該等濾光片區段之該等凹部具有不同之特定幾何形式，且對應地在該輪轂上形成複數個樁件，因此僅正確之相鄰區段才可被放置並固定至該輪轂上。
8. 如申請專利範圍第5項之彩色輪，其中該等濾光片區段之該等凹部具有不同之特定幾何形式，且對應地在該輪轂上形成複數個樁件，因此僅正確之相鄰區段才可被放置並固定至該輪轂上。
9. 如申請專利範圍第1項之彩色輪，其中該彩色濾光片區段係直接安裝至該輪轂。