TW201624103A - 螢光色輪之動平衡校正方法以及具有動平衡修正之螢光色輪 - Google Patents
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Abstract
一種螢光色輪之動平衡校正方法,包括設置一螢光色輪於一夾持裝置;取得螢光色輪之一不平衡量以及一不平衡位置;藉由一處理模組依據不平衡量及不平衡位置取得一鑽孔參數;以及藉由一鑽孔裝置依據鑽孔參數於螢光色輪之一平衡環上形成一平衡孔,以減少螢光色輪之不平衡量。
Description
本發明主要關於一種螢光色輪,尤指一種螢光色輪之動平衡校正方法。
目前之數位光學處理(DLP)式投影機,利用快速旋轉之色輪來產生依據時序改變顏色之光束,並藉由DLP晶片反射上述光束,來形成投影畫面。
一般而言,色輪於高速旋轉下會產生振動,並因此大幅降低了投影畫面的影像品質。因此,於習知技術中,於色輪上利用黏膠來黏置一或多個配重塊,來減少色輪於旋轉時產生的振動。
然而,上述之配重塊可能會於投影機內部的高溫環境由於黏膠的融解或裂化下脫落,進而造成投影機之損壞。此外,由於利用了黏膠黏置配重塊,因此需等待黏膠凝固才能再針對色輪之動平衡進行測試,進而增加了色輪的製作時間。
為了解決上述習知技術之缺失,本發明之目的為提供一種螢光色輪之動平衡校正方法,能減少投影機之損壞因素,且能加快螢光色輪的製作時間。
為了達到上述之目的,本發明提供了一種螢光色輪之動平衡校正方法,包括設置一螢光色輪於一夾持裝置;取得螢光色輪之一不平衡量以及一不平衡位置;藉由一處理模組依據不平衡量及不平衡位置取得一鑽孔參數;以及藉由一鑽孔裝置依據鑽孔參數於螢光色輪之一平衡環上形成一平衡孔,以減少螢光色輪之不平衡量。
綜上所述,本發明之螢光色輪之動平衡校正方法,可藉由形成平衡孔的方式,快速且精確地校正螢光色輪之動平衡,且能減少螢光色輪之製作時間。由於不需要配重塊因此能減少投影機之損壞因素。
1‧‧‧投影機
10‧‧‧光源
20‧‧‧螢光色輪
21‧‧‧馬達
22‧‧‧轉軸
23‧‧‧色盤
24‧‧‧平衡環
30‧‧‧影像組件
31‧‧‧中繼模組
32‧‧‧顯像裝置
33‧‧‧透鏡組
40‧‧‧螢幕
A1‧‧‧動平衡修正設備
A10‧‧‧處理模組
A20‧‧‧夾持裝置
A30‧‧‧動平衡檢測裝置
A40‧‧‧位置偵測裝置
A50‧‧‧鑽孔裝置
A51‧‧‧鑽頭
B1‧‧‧平衡孔
C1‧‧‧中心
d1‧‧‧鑽孔距離
E1‧‧‧方位角
L1‧‧‧光束
L11‧‧‧顏色光束
L12‧‧‧投影光束
M1‧‧‧定位標誌
T1‧‧‧厚度
W1‧‧‧寬度
Z1、Z1a、Z1b、Z1c、Z1d‧‧‧色彩區域
第1圖為本發明之投影機的示意圖。
第2圖為本發明之螢光色輪的前視圖。
第3圖為本發明之動平衡修正設備之系統圖。
第4圖為本發明之動平衡修正設備之示意圖。
第5圖為本發明之螢光色輪之動平衡校正方法的流程圖。
第1圖為本發明之投影機1的示意圖。第2圖為本發明之螢光色輪20的前視圖。投影機1包括一光源10、一螢光色輪20、一影像組件30、以及一螢幕40。光源10可為一固態發光
光源,例如雷射光源。光源10用以產生一光束L1,於本實施例中,光束L1可為藍光或紫外光,於本實施例中,可為藍光。
光束L1由光源10產生後,依序經過螢光色輪20、以及影像組件30,最後經由影像組件30投射至螢幕40。螢光色輪20用以依據時間改變光束L1的顏色,以使光束L1形成一顏色光束(colored light beam)L11。
影像組件30可包括一中繼模組31、一顯像裝置32、以及一透鏡組33。中繼模組31可依實際光路徑之需求而設置有中繼透鏡(relay lens,圖未示)、均光器或反射鏡等。顯像裝置32可為數位微鏡裝置(Digital Micromirror Device,DMD)、液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,LCD)或液晶覆矽裝置(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)等,用以依據一影像訊號將上述顏色光束L11形成一投影光束L12。透鏡組33用以放大投影光束L12,且螢幕40可為一牆壁或是一布幕。當上述投影光束L12投射於螢幕40時,可形成一投影畫面。
於本實施例中,螢光色輪20為一螢光螢光色輪。如第1、2圖所示,螢光色輪20包括一馬達21、一轉軸22、一色盤23、以及一平衡環24。馬達21用以驅動轉軸22及色盤23旋轉。轉軸22設置於馬達21,且固定於色盤23。於本實施例中,轉軸22可穿過螢光色輪20之中心C1,且垂直於色盤23。
色盤23可為一平板狀結構。色盤23可具有多個色彩區域Z1。色彩區域Z1可塗佈不同顏色之螢光材料用以將光速L1激發為不同之顏色。於本實施例中,色彩區域Z1為4個,而
另一實施例中,色彩區域Z1可為1個、2個、3個或是5個以上。此外,色彩區域Z1的面積可為相同、或不同,並不予以限制。
色盤23的轉速可為每秒60轉至每秒360轉之間。由於色盤23經由馬達21帶動持續地旋轉,因此光束L1依續穿過不同之色彩區域Z1,進而激發螢光材料使得光束L1時間依據改變其顏色。舉例而言,色彩區域Z1包括一紅光色彩區域Z1a、一綠光色彩區域Z1b、一藍光色彩區域Z1c、以及一白光色彩區域Z1d。紅光色彩區域Z1a、綠光色彩區域Z1b、黃光色彩區域Z1c、以及藍光色彩區域Z1d以轉軸22為中心C1呈放射狀排列。
紅光色彩區域Z1a塗佈了紅色螢光材料,可將光束L1激發為紅色的顏色光束L11。綠光色彩區域Z1b塗佈了綠色螢光材料,可將光束L1激發為綠色的顏色光束L11。黃光色彩區域Z1c塗佈了黃色螢光材料,可將光束L1激發為黃色的顏色光束L11。由於光束L1可為藍光,因此藍光色彩區域Z1d可不塗佈螢光材料,讓光束L1完整通過。
由於每一色彩區域Z1上所塗佈的螢光材料的厚度不同,因此會造成每一色彩區域Z1於重量上不一致的情況,尤其是藍光色彩區域Z1d,與其他塗佈有螢光材料之色彩區域Z1於重量上具有更大的差異。由於螢光色輪20需持續的轉動,來改變光束L1的顏色。因此,於每一色彩區域Z1於重量上不一致的情況下,螢光色輪20的動平衡十分重要。如果螢光色輪20轉動時產生晃動,會嚴重影響投影畫面的畫質。
平衡環24固定於螢光色輪20以及轉軸22,用以穩定轉動時之色盤23。平衡環24可為一圓形之板狀結構。平衡環
24之厚度T1約為螢光色輪20之厚度T1的1倍至15倍。舉例而言,平衡環24之厚度T1約為0.7mm至10mm。平衡環24之寬度W1約為螢光色輪20之直徑的0.25倍至0.7倍。舉例而言,平衡環24之寬度W1約為25mm至70mm。
平衡環24可由金屬材質所製成。於一些實施例中,平衡環24包括鐵、銅、不鏽鋼、或其合金。平衡環24之重量約為色盤23之重量的0.1倍至0.7倍。舉例而言,平衡環24之重量約為1.5g至10.5g。
平衡環24可具有至少一平衡孔B1,用以調整色盤23之動平衡。平衡孔B1之位置、尺寸以及數量依據色盤23之一不平衡位置及一不平衡量。平衡孔B1可使螢光色輪20之殘餘的不平衡量小於一預定數值,該預定數值可為0.5mg至500mg之間。
於光源10為雷射光源的情況下,由於光束L1的能量很高,當光束L1直接射向螢光色輪20時,會導致螢光色輪20的溫度過高。因此若利用習知技術,於螢光色輪20上利用黏膠來黏置配重塊的方式來調整螢光色輪20之動平衡,會因為螢光色輪20的溫度導致配重塊脫落。尤其是螢光色輪20每一色彩區域Z1具有重量上的差異,當配重塊脫落時會導致色盤23的旋轉極不穩定。
因此,於本實施例中,藉由於平衡環24上形成平衡孔B1,來調整螢光色輪20之動平衡,螢光色輪20不會發生因為高溫導致如習知技術中的配重塊脫落導致動平衡改變的情況,亦不會因為配重塊的脫落導致投影機1的損壞。
第3圖為本發明之動平衡修正設備A1之系統圖。第4圖為本發明之動平衡修正設備A1之示意圖。
動平衡修正設備A1包括一處理模組A10、一夾持裝置A20、動平衡檢測裝置A30、一位置偵測裝置A40、以及一鑽孔裝置A50。處理模組A10耦接於夾持裝置A20、動平衡檢測裝置A30、位置偵測裝置A40、以及鑽孔裝置A50,用以控制其運作。
夾持裝置A20用以固定及旋轉螢光色輪20。動平衡檢測裝置A30用以檢測螢光色輪20之動平衡。於本實施例中,夾持裝置A20設置於動平衡檢測裝置A30上方。然而,動平衡檢測裝置A30可具有其他多種形式,不應予以限制。
位置偵測裝置A40用以偵測色盤23之轉速以及方位角。於本實施例中,色盤23之邊緣具有一定位標誌M1(如第2圖所示)。位置偵測裝置A40藉由偵測到定位標誌M1的時間間隔來計算色盤23之轉速以及色盤23之方位角。鑽孔裝置A50用以對平衡環24進行鑽孔。
於本實施例中,可以定位標誌M1當作為方位角為0度之基準。方位角E1可定義為定位標誌M1至色盤23之中心C1的連線以及平衡孔B1至中心C1的連線之間的夾角。
第5圖為本發明之螢光色輪20之動平衡校正方法的流程圖。於步驟S101中,將螢光色輪20固定於一夾持裝置A20。於本實施例中,夾持裝置A20固定螢光色輪20之馬達21。當螢光色輪20固定於夾持裝置A20時,可藉由調整夾持裝置A20以將色盤23調整至一水平位置。
於步驟S103中,藉由一動平衡檢測裝置A30以及一位置偵測裝置A40,取得螢光色輪20之不平衡量以及不平衡位置。於此步驟中,處理模組A10啟動螢光色輪20之馬達21運作,以使色盤23旋轉。色盤23之轉速可為每秒60轉至每秒360轉。
動平衡檢測裝置A30依據螢光色輪20所產生之振動,測量螢光色輪20之不平衡量。位置偵測裝置A40可藉由偵測旋轉中之色盤23上的定位標誌M1、測量到每一定位標誌M1的時間、以及色盤23之轉速,配合偵測到不平衡量的時間,以取得不平衡量於以定位標誌M1為基準之色盤23的方位角,也就是不平衡位置。
於步驟S105中,處理模組A10依據不平衡量及不平衡位置計算出一或多個鑽孔參數。上述鑽孔參數包括鑽孔深度以及鑽孔位置。鑽孔位置可包括一鑽孔距離d1以及一方位角E1。上述鑽孔位置之鑽孔距離d1可為平衡孔B1與色盤23之中心C1的位置。舉例而言,不平衡位置為色盤23之方位角E1,鑽孔位置之方位角E1可為30度。
上述之鑽孔深度可由不平衡量乘上一比例參數取得,而比例參數可經由實驗,由實際之鑽頭A51的加工深度以及鑽孔後所補償之不平衡量來取得。
舉例而言,不平衡位置的方位角E1為30度且不平衡量為15mg。鑽頭A51之直徑為2mm,且鑽頭A51於色盤23上所形成之平衡孔B1的深度為0.2mm時,所補償之不平衡量為1.7mg。於此例子中,上述預定數值為2.78mg,色盤23於增加平衡孔B1後所殘餘之不平衡量應小於2.78mg之預定數值。
因此當鑽孔深度為1.7mm時,平衡孔B1所補償之不平衡質量為14.45mg。因此色盤23於增加平衡孔B1後所殘餘之不平衡量可為0.55,其小於預定數值。
然而,由於平衡環24厚度T1上的限制,平衡孔B1之最大深度受到限制,因此每一平衡孔B1所能減少之不平衡量,具有一最大補償值。
舉例而言,不平衡量為48mg,而平衡孔B1之最大深度為2mm。當平衡孔B1之深度為2mm時,所補償之不平衡值為17mg,不足以使得色盤23之殘餘不平衡量小於預定數值。因此,處理模組A10會增加平衡孔B1之數量,藉由多個平衡孔B1,使得色盤23之殘餘不平衡質量小於2.78mg之預定數值。
於此例子中,平衡孔B1之數量可為三個,且深度為1.9mm,三個平衡孔B1所補償之不平衡量約為48.45mg,因此色盤23之殘餘不平衡量可為0.55,其小於2.78mg之預定數值。
此外,處理模組A10亦可調整平衡孔B1與中心C1之間的鑽孔距離d1,來調整平衡孔B1補償之不平衡量。
於步驟S107中,依據上述鑽孔參數於螢光色輪20之一平衡環24上形成至少一平衡孔B1。首先,處理模組A10可停止驅動馬達21,以使色盤23停止轉動。之後,處理模組A10控制夾持裝置A20之直接旋轉色盤23,並使色盤23之定位標誌M1為於一初始位置。於本實施例中,初始位置可對應於位置
偵測裝置A40之位置。之後,依據鑽孔位置之方位角來旋轉色盤23,以使色盤23旋轉至一預定位置。
處理模組A10可控制鑽孔裝置A50之鑽頭A51朝向平衡環24移動,並依據鑽孔深度形成一平衡孔B1。若需形成另一平衡孔B1,可重複本步驟來進行。當形成平衡孔B1後,螢光色輪20可立即的再度利用動平衡檢測裝置A30進行檢測動平衡,進而減少了螢光色輪20或投影機1之製作時間。
若於再度檢測中螢光色輪20之不平衡量大於預定數值,則可再次執行本實施例之動平衡校正方法。
由於於本實施例中是利用平衡孔B1來調整螢光色輪20之動平衡,因此,不需要等待於習知技術中利用黏膠來黏置配重塊的方法中的黏膠固化的時間,進而減少了螢光色輪20的製作時間。
綜上所述,本發明之螢光色輪之動平衡校正方法,可藉由形成平衡孔的方式,快速且精確地校正螢光色輪之動平衡,且能減少螢光色輪之製作時間。由於不需要配重塊因此能減少投影機之損壞因素。
本發明雖以各種實施例揭露如上,然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍,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。
S101至S107‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種螢光色輪之動平衡校正方法,包括:設置一螢光色輪於一夾持裝置;取得該螢光色輪之一不平衡量以及一不平衡位置;藉由一處理模組依據該不平衡量及該不平衡位置取得一鑽孔參數;以及藉由一鑽孔裝置將依據該鑽孔參數於該螢光色輪之一平衡環上形成一平衡孔,以減少該不平衡量。
- 如申請專利範圍第1項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,更包括經由該夾持裝置調整該螢光色輪之一色盤至一水平位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,更包括驅動該螢光色輪之一馬達,以使該螢光色輪之一色盤旋轉。
- 如申請專利範圍第1項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,更包括藉由一動平衡檢測裝置以及一位置偵測裝置,取得該螢光色輪之該不平衡量以及該不平衡位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,其中該平衡孔使該螢光色輪之一殘餘不平衡量小於一預定數值。
- 如申請專利範圍第5項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,其中該預定數值為0.5mg至500mg之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,其中該鑽孔參數包括一鑽孔深度以及一鑽孔位 置。
- 如申請專利範圍第7項所述之螢光色輪之動平衡校正方法,更包括依據該鑽孔位置將該螢光色輪之一色盤旋轉至一預定位置。
- 一種具有動平衡修正之螢光色輪,包括:一色盤,包括複數個色彩區域;一轉軸,設置於該色盤之中心;以及一平衡環,環繞該轉軸,且具有一平衡孔,其中藉由上述平衡孔使該色盤之動平衡值小於一預定數值。
- 如申請專利範圍第9項所述之具有動平衡修正之螢光色輪,其中上述預定數值為0.5mg至500mg之間。
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