TWI448807B - 適用於投影裝置之清潔模組 - Google Patents

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Description

適用於投影裝置之清潔模組
本案係關於一種清潔模組，尤指一種適用於投影裝置之清潔模組。
近年來，各式各樣的投影設備，例如投影機(Projector)已被廣泛地應用於家庭、學校或者各種商務場合中，以用於將一影像訊號源所提供之影像訊號放大顯示於屏幕。由於投影機在作動過程中會產生大量的熱，故投影機中會設置散熱機構，以將熱量及時散去，避免投影機因過熱而影響正常工作、毀損、或是造成使用壽命減低。
然而，在風扇散熱系統中，風扇所引導的散熱氣流也會將空氣中的灰塵帶入投影機內，若灰塵沾附在投影機內的光學元件上時，將可能影響光學元件的性能，造成機台異常。而為避免灰塵污染所產生的問題，現行作法多以密封光機或是加裝濾網方式來解決。
請參閱第1圖，其係為一傳統投影機之防塵方式示意圖。如第1圖所示，投影機10之光學元件11係被一內殼體12所密封，以保護光學元件11不受灰塵污染。內殼體12上可設置散熱鰭片13，光學元件11所產生的熱量會先傳遞至內殼體12上，再由系統風扇14產生 的氣流將內殼體12上的熱量帶走，以使機體降溫。然而，此種密封光機的做法雖然可以保護光學元件使其不受灰塵污染，但相對的會提高使用時光學元件11的溫度，降低光學元件11的壽命，且若要降低機體溫度則需拉高系統風扇14的轉速，故會造成噪音的增加。
請參閱第2圖，其係為另一傳統投影機之防塵方式示意圖。如第2圖所示，投影機20之系統入風口處係加裝了濾網21，以隔絕外界的灰塵。然而，雖然濾網的設置可防止灰塵進入機內，但由於濾網會增加氣流的阻力，故會降低系統內的散熱能力，對於對灰塵較不敏感之其它元件之散熱亦造成影響，且若要降低機體溫度則需拉高系統風扇轉速，亦將造成噪音的增加。
有鑑於此，如何發展一種投影裝置之清潔模組，以解決習知技術之缺失，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。
本案之目的在於提供一種適用於投影裝置之清潔模組，用以清潔投影裝置之光學元件或感應元件上所沾染的灰塵，以避免灰塵污染所造成機台異常的問題。
為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種清潔模組，用以清潔一投影裝置中之一光學元件或一感應元件。該清潔模組包括一殼體、一導流裝置及一噴嘴，該導流裝置係設置於該殼體內，該噴嘴係與該殼體連接並與該導流裝置之出風口相連通，且該噴嘴之一開口係朝向該投影裝置之該光學元件或該感應元件，俾使該導流裝置所引導的氣流直接吹向該光學元件或該感應元件 ，以清潔該光學元件或該感應元件上所沾染的灰塵。其中，該導流裝置係於該投影裝置之一系統風扇不作動時才開始運轉。
10‧‧‧投影機
11‧‧‧光學元件
12‧‧‧內殼體
13‧‧‧散熱鰭片
14‧‧‧系統風扇
20‧‧‧投影機
21‧‧‧濾網
30‧‧‧投影裝置
31‧‧‧機殼
32‧‧‧電源及點燈模組
320‧‧‧輔助風扇
33‧‧‧光源模組
330‧‧‧輔助風扇
34‧‧‧光學元件
341‧‧‧色輪
342‧‧‧導光管
35‧‧‧感應元件
36‧‧‧光引擎
37‧‧‧投影鏡頭
38‧‧‧系統風扇
40‧‧‧清潔模組
41‧‧‧殼體
42‧‧‧導流裝置
43‧‧‧噴嘴
44‧‧‧濾網
441‧‧‧邊條
442‧‧‧導槽
443‧‧‧邊框
45‧‧‧門片
46‧‧‧拉柄
第1圖係為一傳統投影機之防塵方式示意圖。
第2圖係為另一傳統投影機之防塵方式示意圖。
第3圖係為本案較佳實施例之投影裝置架構示意圖。
第4圖係為本案較佳實施例之清潔模組及其所清潔之元件的示意圖。
第5圖係為本案較佳實施例之清潔模組及其所清潔之元件的另一角度示意圖。
第6圖係顯示清潔模組設置於投影裝置其中一面機殼上之示意圖。
第7A圖至7G圖係顯示本案清潔模組之導流裝置的運轉控制模式。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。
請參閱第3圖，其係為本案較佳實施例之投影裝置架構示意圖，其中，本案之投影裝置係以數位式光處理投影裝置(DLP)為例。如第3圖所示，投影裝置30至少包含一機殼31以及設置於機殼31內之一電源及點燈模組32、一光源模組33、一光學元件34、一感 應元件35、一光引擎36、一投影鏡頭37、一系統風扇38、以及一清潔模組40。
在一實施例中，光學元件34可為透鏡、色輪(color wheel)341、導光管(rod)342、或反射鏡等，但不以此為限，其中色輪341係用以對光線進行分色，導光管342係用以整合及導引光線；感應元件35係為但不限於判讀器(index board)的感應器(sensor)，用以判讀色輪之轉速；而光引擎36則主要包含數位微鏡裝置(Digital Micromirror Device，DMD)及透鏡組。DLP投影裝置30的成像原理為光線自光源模組33射出後，即透過色輪341做分色動作，將顏色分為綠色、藍色及紅色後，進入導光管342將光線整合，再進入DMD，透過DMD接收影像輸入訊號，使其上細微的鏡片偏轉，將正確的光線及影像投射進入投影鏡頭37，最後經由投影鏡頭37之最後處理，將影像呈現在屏幕上。
投影裝置30內更設置有散熱機構，其主要係由一系統風扇38引導一散熱氣流(氣流方向如箭頭所示)，以將機殼31內所產生的熱量帶走。此外，電源及點燈模組32可選擇性地設有一輔助風扇320，以加強電源及點燈模組32之散熱。同樣地，光源模組33亦可選擇性地設有一輔助風扇330，以加強光源模組33之散熱。
由於風扇所引導的散熱氣流也會將空氣中的灰塵帶入投影裝置內，而為了避免灰塵污染所造成機台異常的問題，本發明提供了一種清潔模組，用以清潔受灰塵污染的光學元件或感應元件。
請參閱第4圖，其係為本案較佳實施例之清潔模組及其所清潔之元件的示意圖。清潔模組40主要包含一殼體41、一導流裝置42及 一噴嘴43，其中，導流裝置42係設置於殼體41內，噴嘴43係與殼體41連接並與導流裝置42之出風口相連通。導流裝置42係為風扇(fan)或鼓風機(blower)，且較佳為雙面進風之鼓風機，但不以此為限。噴嘴43之開口係朝向投影裝置30之光學元件34及/或感應元件35，使導流裝置42所引導的氣流直接吹向光學元件34及/或感應元件35，以清潔光學元件34及/或感應元件35上所沾染的灰塵。
在一實施例中，噴嘴43較佳為一漸縮式噴嘴，可加速噴出的氣流速度，且可將氣流集中導向欲清潔的元件，以提昇清潔模組的清潔效能。當然，噴嘴43並不限於漸縮式噴嘴，只要能將氣流導向欲清潔的元件，即能適用於本案技術。
請參閱第5圖，其係為本案較佳實施例之清潔模組及其所清潔之元件的另一角度示意圖。如圖所示，清潔模組40更包含至少一濾網44，其係設置於導流裝置42之入風口處，以過濾進入清潔模組40的氣體，確保導流裝置42所噴出的氣體為乾淨的氣體，而得以清潔光學元件34及/或感應元件35上所沾染的灰塵。在此設計下，本案僅須在清潔模組40上設置濾網44，而無須在投影裝置30之機殼31上設置濾網，故可避免傳統濾網因增加氣流阻力而降低系統內散熱能力的缺點。
在一實施例中，濾網44係設計為可抽換式濾網，藉由在殼體40上設置對應濾網44外框之邊條441，並於邊條441上形成導槽442，以供濾網44之邊框443滑入導槽442，即可輕易設置及抽換濾網44，以方便濾網44的清潔或更換。
在一實施例中，清潔模組40可包含兩濾網44，分別設置於殼體41之兩相對側面上，並對應導流裝置42兩側之入風口。
請參閱第4圖至第6圖，其中第6圖係顯示清潔模組設置於投影裝置其中一面機殼上之示意圖。如圖所示，清潔模組40之殼體41係設置於一門片45上，且門片45上設有一拉柄46，使得本案之清潔模組40為一可拆卸式清潔模組。當清潔模組40設置於投影裝置30中時，清潔模組40之門片45會外露於投影裝置30之其中一面機殼31上(如第6圖所示)，而當清潔模組40需要檢修，或是濾網44需要清潔或更換時，即可利用拉柄46將清潔模組40拉出，以進行相關後續處理。此外，拉柄46係可翻轉以貼平於門片45上，以減少容收空間，當要拉出清潔模組40時，再將拉柄46翻轉至與門片45垂直的角度，以方便使用者施力。
根據本案之構想，由於投影裝置30具有用以清潔光學元件34及/或感應元件35之清潔模組40，故無須如傳統投影機利用密封光機或是於機殼上加裝濾網方式來避免灰塵污染，因此不會影響系統風扇38之散熱效能，且光學元件34及感應元件35因未被密封，故可獲得較佳之散熱效能。在此情況下，清潔模組40無須參與系統內之冷卻作動，亦即在系統風扇38作動時，清潔模組40之導流裝置42並不運轉；換言之，清潔模組40之導流裝置42係於投影裝置30之系統風扇38不作動時才開始運轉，如此一來也可減低灰塵附著於清潔模組40之濾網44上的機率。
請參閱第7A圖至7G圖，其係顯示本案清潔模組之導流裝置的運轉控制模式。在一實施例中，導流裝置之運轉控制係可設定為在投影裝置每次使用完關機時，自動全速噴除此次使用時所附著在光 學元件或感應元件上之灰塵，避免灰塵之累積。如第7A圖所示，投影裝置使用至時間t1便關機，此時，清潔模組之導流裝置即自動開始運轉(電壓升至x伏特表示在運轉中)，並執行a秒直到時間t2為止。之後在時間t3再次開機使用，並在時間t4關機，故清潔模組之導流裝置又於時間t4自動開始運轉，並執行a秒直到時間t5為止。由於灰塵若累積一段時間，很容易因濕氣而變黏，使得清潔不易，故在此運轉控制模式下，由於清潔模組之導流裝置係於投影裝置每次使用完即自動進行清潔，故可立即清除當次使用過程中所附著的灰塵，避免灰塵之累積。
在一實施例中，導流裝置之運轉控制係可設定為投影裝置使用一段時間後，例如每使用100小時後，便於投影裝置最後一次使用關機後自動全速噴除附著在光學元件或感應元件上之灰塵。如第7B圖所示，投影裝置在時間t1之前經過多次的使用，直至使用時數達到預設的y小時，清潔模組之導流裝置便於投影裝置滿足該y小時之計時條件後的最近一次關機後(時間t1)自動開始運轉，並執行b秒直到時間t2為止。
在一實施例中，導流裝置之運轉控制係可在操控面板上增加一清潔選項，供使用者手動執行導流裝置之運轉，以全速噴除附著在光學元件或感應元件上之灰塵。如第7C圖所示，使用者可直接手動控制在時間t1啟動導流裝置之運轉，並執行c秒直到時間t2為止。
當然，前述三種運轉控制模式亦可相互搭配。在一實施例中，如第7D圖所示，使用者可直接手動控制導流裝置在時間t1開始運轉，並執行c秒直到時間t2為止，之後投影裝置持續使用直至時間 t3才關機，此時導流裝置便自動開始運轉，並執行a秒直到時間t4為止。
在一實施例中，如第7E圖所示，使用者可直接手動控制導流裝置在時間t1開始運轉，並執行c秒直到時間t2為止，之後投影裝置經過多次的使用直至使用時數達到預設的y小時後，導流裝置又於投影裝置滿足該y小時之計時條件後的最近一次關機後(時間t3)再次自動運轉，並執行b秒直到時間t4為止。
在一實施例中，如第7F圖所示，投影裝置使用至時間t1時進行關機，此時導流裝置自動開始運轉，並執行a秒直到時間t2為止，之後投影裝置經過多次的使用直至使用時數達到預設的y小時後，導流裝置又於投影裝置滿足該y小時之計時條件後的最近一次關機後(時間t3)再次自動運轉，並執行b秒直到時間t4為止。
在一實施例中，如第7G圖所示，使用者可直接手動控制導流裝置在時間t1開始運轉，並執行c秒直到時間t2為止，接著投影裝置持續使用至時間t3時進行關機，此時導流裝置再次自動開始運轉，並執行a秒直到時間t4為止，之後投影裝置經過多次的使用直至使用時數達到預設的y小時後，導流裝置又於投影裝置滿足該y小時之計時條件後的最近一次關機後(時間t5)再次自動運轉，並執行b秒直到時間t6為止。
以上實施例僅用以例舉本發明之實施態樣，並非用來限制本發明之範疇，因此，導流裝置之運轉控制更可依使用者需求而有各種不同的控制模式，而不限於上述實施例所示範者。
在一實施例中，當鼓風機之流量為0.434m3/min、出風口面積為 0.00072m2、平均流速為10m/s，且漸縮式噴嘴出風口面積為0.00006m2時，清潔模組所噴出的氣體平均流速可達120m/s，可有效噴除光學元件或感應元件上之灰塵。
綜上所述，本案係提供一種清潔模組，用以清潔投影裝置中之光學元件或感應元件，該清潔模組主要藉由導流裝置及噴嘴之設置，可將導流裝置所引導的氣流直接吹向光學元件或感應元件，以清潔光學元件或感應元件上所沾染的灰塵，且清潔模組不參與系統內之冷卻作動，亦即導流裝置係於投影裝置之系統風扇不作動時才開始運轉。由於本案之投影裝置無須如傳統投影機利用密封光機或是於機殼上加裝濾網方式來避免灰塵污染，因此不會影響系統風扇之散熱效能，且光學元件及感應元件因未被密封，故可獲得較佳之散熱效能，且其使用壽命亦得以延長，也使得系統風扇不須拉高轉速，故可有效降低噪音。另一方面，由於光學元件及感應元件得以適時地清潔，可避免系統誤動作或機台異常之情形發生，故可降低售後服務頻率，減少須常跑客戶端幫忙清潔光學元件或感應元件的開銷。因此，本案之清潔模組極具產業價值，爰依法提出申請。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
34‧‧‧光學元件
35‧‧‧感應元件
41‧‧‧殼體
42‧‧‧導流裝置
43‧‧‧噴嘴
44‧‧‧濾網
45‧‧‧門片
46‧‧‧拉柄

Claims (13)

  1. 一種清潔模組，用以清潔一投影裝置中之一光學元件或一感應元件，該清潔模組包括：一殼體；一導流裝置，係設置於該殼體內；以及一噴嘴，係與該殼體連接並與該導流裝置之出風口相連通，且該噴嘴之一開口係朝向該投影裝置之該光學元件或該感應元件，俾使該導流裝置所引導的氣流直接吹向該光學元件或該感應元件，以清潔該光學元件或該感應元件上所沾染的灰塵；其中，該導流裝置係於該投影裝置之一系統風扇不作動時才開始運轉。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該噴嘴係為漸縮式噴嘴。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該導流裝置係為一風扇或一鼓風機。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該導流裝置係為一雙面進風之鼓風機。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，更包含至少一濾網，其係設置於該導流裝置之入風口處。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之清潔模組，其中該濾網係為可抽換式濾網。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該清潔模組係為可拆 卸式清潔模組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之清潔模組，更包含一門片及一拉柄，其中該殼體係設置於該門片上，且該拉柄係設置於該門片上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該光學元件係為一透鏡、一色輪、一導光管、或一反射鏡。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該感應元件係為一判讀器的感應器。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該導流裝置之運轉控制係設定為在該投影裝置使用完關機時，自動運轉以噴除附著在該光學元件或該感應元件上之灰塵。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該導流裝置之運轉控制係設定為在該投影裝置使用一預定時間後，於該投影裝置達到該預定時間後之最近一次關機後自動運轉以噴除附著在該光學元件或該感應元件上之灰塵。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之清潔模組，其中該導流裝置之運轉控制係設定為由使用者手動執行該導流裝置之運轉，以噴除附著在該光學元件或該感應元件上之灰塵。
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