TWI727739B - 環形光學元件裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於投影設備之環形光學元件裝置，其中投影設備包括支架，支架具有通孔。環形光學元件裝置包括墊片、導熱件、環形光學元件以及馬達。墊片具有第一厚度，設於支架上，且設於通孔旁。導熱件，具有第二厚度，設於支架上，且第一厚度等於或大於第二厚度。環形光學元件，設於墊片上方。馬達具有轉軸，轉軸連接通孔，其中墊片和導熱件設於支架和環形光學元件之間。

Description

環形光學元件裝置及其製造方法

本發明係關於一種用於投影設備之環形光學元件裝置，特別是關於一種設於投影設備內之支架上的環形光學元件裝置。

先前技術多使用橡膠做為環形光學元件裝置減振之對策，但橡膠為熱的不良導體，阻隔振動的同時也會阻絕熱傳遞，容易造成溫度過高的狀況。如果使用橡膠減振又要散熱，就必須開孔讓環形光學元件裝置與外界低溫空氣進行對流熱傳，這樣會造成外部環境中的粉塵污染環形光學元件裝置，影響光學表現。且使用橡膠時容易造成環形光學元件裝置偏擺，也會影響光學表現。若優先考慮散熱，先前技術多使用金屬支架直接或透過熱傳導介質接觸環形光學元件裝置，但這種架構無法良好隔絕振動與噪音。

本案申請人鑑於習知技術中的不足，經過悉心試驗與研究，並一本鍥而不捨之精神，終構思出本案，且能夠克服先前技術的不足，以下為本案之簡要說明。

本發明可以有效解決先前技術具有的上述問題，而提供一種用於投影設備之環形光學元件裝置，可同時具有橡膠隔振性與金屬支架的導熱性，並同時減少使用橡膠造成環形光學元件自體偏擺的現象，以同時達到隔振與散熱的效果。可見本發明具有極高的產業應用價值。

本案之一構想在於提供一種用於投影設備之環形光學元件裝置，其中投影設備包括支架，支架具有通孔。環形光學元件裝置包括墊片、導熱件、環形光學元件以及馬達。墊片，具有第一厚度，設於支架上，且設於通孔旁。導熱件，具有第二厚度，設於支架上，且第一厚度等於或大於第二厚度。環形光學元件，設於墊片上方。馬達具有轉軸，轉軸連接通孔，其中墊片和導熱件設於支架和環形光學元件之間。。

本案之另一構想在於提供一種用於投影設備之環形光學元件裝置，其中投影設備包括支架，支架具有通孔。環形光學元件裝置包括第一墊片和第二墊片、導熱件、環形光學元件以及馬達。第一墊片和第二墊片設於支架上，且設於通孔旁。導熱件，設於支架上，且設於第一墊片和第二墊片之間。環形光學元件，設於該墊片上方。馬達具有轉軸，轉軸連接通孔，且連接環形光學元件。

本案之另一構想在於提供一種用於投影設備之環形光學元件裝置的製造方法，其中投影設備包括支架，支架具有通孔。環形光學元件裝置的製造方法包括：組裝墊片，具有第一厚度，設於支架上，且設於通孔旁。組裝導熱件，具有第二厚度，設於支架上，且第一厚度等於或大於第二厚度。組裝環形光學元件，設於墊片上方。組裝馬達，馬達具有轉軸，轉軸連接通孔，其中墊片和導熱件設於支架和環形光學元件之間。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

本案所提出之發明將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得所屬技術領域中具有通常知識者可以據以完成之，然而本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態，所屬技術領域中具有通常知識者仍可依據除既揭露之實施例的精神，推演出其他實施例，該等實施例皆當屬於本發明之範圍。

有關本發明前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的多個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。另外，下列實施例中所使用的用語「第一」、「第二」是為了辨識相同或相似的元件而使用，且方向用語例如「前」、「後」等，僅是參考附加圖式的方向，並非用以限定所述元件。

請參閱第1圖，其為本發明之環形光學元件裝置100的第一實施例的立體示意圖，其中環形光學元件裝置100用於投影設備。投影設備包括支架10，第1圖中僅顯示支架10的一部分，支架10具有通孔11。在一個實施例中，支架10為金屬支架。在另一個實施例中，支架10為塑膠支架。環形光學元件裝置100包括墊片20，第1圖中的實施例有三個墊片20，墊片20設於支架10上，且設於通孔11旁，墊片20的厚度稱為第一厚度。在一個實施例中，墊片20為橡膠墊片。在另一個實施例中，支架10及墊片20均為塑膠材質。環形光學元件裝置100還包括導熱件30，設於支架10上，且設於通孔11旁，導熱件30的厚度則稱為第二厚度。導熱件30較佳為軟質，可增加熱傳效果，同時減少振動傳遞。在一個實施例中，導熱件30為導熱片。第1圖中的實施例之導熱件30略呈Y字形，Y字底部的那一段很短，Y字上部的兩部分分別設於兩相鄰的墊片20之間。也可以說，於墊片20間界定至少一間隙，而導熱件30設於該至少一間隙上，用以填補該間隙。環形光學元件裝置100還包括馬達40與環形光學元件70（例如螢光輪的波長轉換元件或色輪的濾光片，請參考第5圖中之元件70），在第1圖中為了讓其它元件可以顯露出來，馬達40以虛線表示，並在第1圖中成為透明。馬達40具有轉軸41，轉軸41的一端連接通孔11，另一端則連接環形光學元件70（圖中未示出），由於墊片20和導熱件30設於支架10和馬達40之間，因此也可以說墊片20和導熱件30設於支架10和環形光學元件70之間。在一個實施例中，導熱件30和環形光學元件70之間還包含下列材料之一或其組合：導熱膏、導熱膠、導熱片或導熱雙面膠。在本發明中，導熱件30與馬達40之間可設計為微接觸，或說第一厚度等於或大於第二厚度。本發明可以將馬達40所產生之熱迅速傳導至支架10或投影設備中其他可以導熱的元件，又由於導熱件30本身厚度大致填補了馬達40與支架10之間的空隙，於是環形光學元件70偏擺的空間被限縮了，所以本發明還可以用以限縮環形光學元件70之偏擺。在第1圖中的實施例中，支架10還具有三個固定孔50，用以固定馬達40，但因在第1圖中看不到固定孔50，因此未標示。支架10則具有用以固定該墊片20的墊片孔60，其中墊片孔60與固定孔50相通。在一個實施例中，導熱件30為銅箔或石墨片。在一個實施例中，導熱件30連接至投影設備之金屬元件以散熱，該金屬元件可能是金屬支架，也可能是投影設備之其他金屬元件，例如是熱管或散熱鰭片。

參閱第5圖及第6圖，色輪1包括馬達40及用以組裝於馬達40上的環形光學元件（濾光片）70及濾光片墊片71，環形光學元件70與濾光片墊片71組裝於馬達40上的方式是先於馬達40之表面111及轉軸41上塗上一層環氧樹脂(Epoxy)黏著劑，再將具有開孔72之環形光學元件70穿過馬達40之轉軸41後黏貼於馬達40之表面111上，接著，將濾光片墊片71套入並黏著於馬達40之轉軸41上，最後將整個色輪1送進烤箱內烘烤，以使黏著劑固化而將濾光片70及濾光片墊片71黏固於馬達40上。

第2圖是本發明之環形光學元件裝置的第二實施例的立體示意圖，其中在環形光學元件裝置200中，支架10與導熱件30一體成型。第2圖中未示出馬達40與環形光學元件。在一個實施例中，支架10為金屬支架，但是一體成型的設計，對支架10與導熱件30的材質並沒有特別限制。

第3圖是本發明之環形光學元件裝置的第三實施例的立體示意圖，其中在環形光學元件裝置300中，具有複數個導熱件30，每個導熱件30設於兩相鄰的墊片20之間的間隙中，且彼此不相連。因此，本發明的環形光學元件裝置300可以在設計上具有更多的彈性。第3圖中未示出馬達40與環形光學元件70。

本發明包含上述環形光學元件裝置100、200及300的製造方法。例如用於投影設備之環形光學元件裝置100，其中投影設備包括支架10，支架10具有通孔11。環形光學元件裝置100的製造方法包括：組裝墊片20，具有第一厚度，設於支架10上，且設於通孔11旁。組裝導熱件30，具有第二厚度，設於支架10上，且第一厚度等於或大於第二厚度。組裝環形光學元件，設於墊片20上方。組裝馬達40，馬達40具有轉軸41，轉軸41連接通孔11，其中墊片20和導熱件30設於支架10和環形光學元件之間。

第4圖中的實測數據是比較先前技術（只使用金屬支架）與本發明之第一實施例（加橡膠墊片及導熱片）中的環形光學元件在不同轉速下的噪音，其中橫軸為每分鐘轉速(rpm)。在第4圖中，實線為本發明之第一實施例所產生的噪音，虛線為先前技術所產生的噪音。從第4圖可以看出，具有本發明的環形光學元件裝置所產生的噪音皆比先前技術所產生的噪音減少了許多，尤其是在高轉速時，本發明的環形光學元件裝置大幅降低噪音的產生。

下表1中的實測數據提供本發明的環形光學元件裝置與先前技術在溫度(單位：°C)上的比較： 表1

位置	只有金屬支架	加橡膠墊片及導熱片	加橡膠墊片、導熱片及導熱膏	只加橡膠墊片
馬達背面中心	68.6	71.1	69	73.3
螢光輪碟片			>115	>115
環境溫度	25	25	25	25

由上述數據可以看出，相較於只有金屬支架的先前技術，本發明在高轉速時隔絕振動與噪音的效果有大幅改善，溫度上也低於只加橡膠墊片的先前技術。在本發明的實施例中，導熱件30同時使用導熱片及導熱膏時的散熱效果優於單獨使用導熱片，但即使單獨使用導熱片，散熱效果也優於只加橡膠墊片的先前技術。只加橡膠墊片的先前技術原本是對只有金屬支架的先前技術作減振上的改進，但仍有會造成環形光學元件本身偏擺的問題，且又會使馬達溫度上升。因此，本發明不但可以減振，還可以改善環形光學元件本身偏擺問題，進而增強投影設備之光學表現，而同時又可以散熱、減少溫度上升。因此，本發明相較於先前技術有其優異性。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

1:色輪 10:支架 11:通孔 20:墊片 30:導熱件 40:馬達 41:轉軸 50:固定孔 60:墊片孔 70:環形光學元件 71:濾光片墊片 72:開孔 100、200、300:環形光學元件裝置 111:表面

第1圖是本發明之環形光學元件裝置的第一實施例的立體示意圖。

第2圖是本發明之環形光學元件裝置的第二實施例的立體示意圖。

第3圖是本發明之環形光學元件裝置的第三實施例的立體示意圖。

第4圖是比較先前技術（只使用金屬支架）與本發明之第一實施例（加橡膠墊片及導熱片）之噪音的結果圖。

第5圖是習知色輪之立體分解圖。

第6圖是第5圖中色輪之組合圖。

10:支架

11:通孔

20:墊片

30:導熱件

40:馬達

41:轉軸

50:固定孔

60:墊片孔

100:環形光學元件裝置

Claims (10)

1. 一種用於一投影設備之一環形光學元件裝置，其中該投影設備包括一支架，該支架具有一通孔，該環形光學元件裝置包括： 一墊片，具有一第一厚度，設於該支架上，且設於該通孔旁； 一導熱件，具有一第二厚度，設於該支架上，且該第一厚度等於或大於該第二厚度； 一環形光學元件，設於該墊片上方；以及 一馬達，該馬達具有一轉軸，該轉軸連接該通孔，其中該墊片和該導熱件設於該支架和該環形光學元件之間。
2. 一種用於一投影設備之一環形光學元件裝置，其中該投影設備包括一支架，該支架具有一通孔，該環形光學元件裝置包括： 一第一墊片和一第二墊片，設於該支架上，且設於該通孔旁； 一導熱件，設於該支架上，且設於該第一墊片和該第二墊片之間； 一環形光學元件，設於該墊片上方；以及 一馬達，該馬達具有一轉軸，該轉軸連接該通孔，且連接該環形光學元件。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述的環形光學元件裝置，其中該導熱件和該環形光學元件之間還包含下列材料之一或其組合：導熱膏、導熱膠、導熱片或導熱雙面膠。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述的環形光學元件裝置，其中該墊片選自下列之一：橡膠墊片或塑膠墊片。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述的環形光學元件裝置，其中該導熱件選自下列之一：銅箔或石墨片。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述的環形光學元件裝置，其中該環形光學元件裝置還滿足下列條件之一：(1)該支架具有一固定孔，用以固定該馬達，(2)該支架具有一墊片孔，用以固定該墊片。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述的環形光學元件裝置，其中該支架與該導熱件一體成型。
8. 如申請專利範圍第2項所述的環形光學元件裝置，其中該 墊片具有一第一厚度，該導熱件具有一第二厚度，且該第一厚度等於或大於該第二厚度。
9. 如申請專利範圍第5項所述的環形光學元件裝置，其中該 導熱件連接至該投影設備之一金屬元件。
10. 一種用於一投影設備之一環形光學元件裝置的製造方法，其中該投影設備包括一支架，該支架具有一通孔，該環形光學元件裝置的製造方法包括： 組裝一墊片，具有一第一厚度，設於該支架上，且設於該通孔旁； 組裝一導熱件，具有一第二厚度，設於該支架上，且該第一厚度等於或大於該第二厚度； 組裝一環形光學元件，設於該墊片上方；以及 組裝一馬達，該馬達具有一轉軸，該轉軸連接該通孔，其中該墊片和該導熱件設於該支架和該環形光學元件之間。

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