色輪的製作方法

2023-07-12 16:05:46

專利名稱：色輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於投影機以產生彩色連續照明的色輪。本發明還涉及 使用這種色輪的投影機.
背景技術：
前述類型的裝置用於其中需要連續快速產生周期性顏色變化的應 用。使用這種裝置的光學系統的實例為圖片產生裝置或顯示布置.用 於電視系統的背投影系統或正投影系統是典型應用，
為了產生所需要的快速顏色變化，連續快速地將若干濾色器插入 到光束的光路內.為此目的，使用一種栽體，栽體在其周緣配備有呈 圓形排列的濾光區段.這種排列形成彩色轉子，其中區段的若干部分 在徑向延伸超過栽體並且形成將要插入到光路內的彩色環。這種彩色 轉子繞其中心軸線旋轉。通過彩色轉子的旋轉，過濾器區段交替地插 入到光路內和從光路移除.由此產生所希望的快速顏色變化.為了實 現這種旋轉，彩色轉子被固定到電機上。彩色轉子和電機形成色輪。
由於圖片產生裝置應當能產生高圖片品質，所以必須很快地執行 顏色變化。這意味著濾光部段必須以非常高的速度經過光束的光路移 動。因此，彩色轉子的快速旋轉是強制性的.結果，由於大於重力加 速度g數百倍的加速度所造成的較大的力作用於彩色轉子上並且尤其
作用於敏感的濾光區段上；對於特別高的圖片品質而言，這種加速度 可超過1000g.這種圖片產生裝置應當也滿足只有利用強光源才能實現 的非常高的亮度要求。通過這些強光源，該裝置相應地經受高達100
*c的高溫。
此外，該裝置的徑向同心度必須高度精確以實現裝置的長搮作壽 命。因而在平衡這種色輪時必須格外小心。
但是，只有在能夠以非常低的成本產生具有高品質要求的色輪時， 則實現在所謂的低成本顯示應用中的廣泛運用才是可行的。因而，可 無需應用複雜且昂貴的平衡方法。
在本項技術中已知不同的平衡方法方案靜態平衡與動態平衡；
3單平面平衡與雙平面平衡.
在經典的靜態辦法中，使色輪的轉子旋轉並且測量出不平衡量. 如果轉子的質量中心不與旋轉軸線重合，那麼將總是存在不平衡.這 可通過在遠離旋轉軸線的某些點處從轉子移除質量(負平衡)或通過 在某些點處向轉子添加質量(正平衡)來進行校正.
為了執行負平衡，通常在栽體內鑽孔。如果在彩色轉子保持連接 到電機上時這樣做，那麼軸承很有可能要經受在移除質量期間它們所 經歷的力。也能想到在鑽孔之前從電機移除轉子，但不利的是，這非 常耗時，因而使得這種平衡方法成本較高.在需要以迭代方式(旋轉-第一次校正-旋轉-第二次校正……)來執行平衡的情況下尤為如此.
為了執行正平衡，將額外的平衡配重附連到轉子上.對於色輪而 言，通常通過將粘合劑塊粘附到栽體上來進行這個操作.如果粘合刑 的重量不夠，那麼使用粘合劑將具有較高密度的其它材料(諸如鋼片) 膠合到栽體上.通過這樣一個步驟來執行平衡程序需要高度的精確性 和經驗，因為粘合刑易於塗抹，流到其不應該到達的轉子的部分上。 因而栽體有時包括環形凹槽以接納粘合刑.但這限制了用於定位平衡
質量的自由度.此外，在使轉子再次旋轉之前及時發生粘合劑的凝固. 例如，在需要以如上文所述用於負平衡的迭代方法執行平衡的情況下， 這4吏得該方法的成本相當高.
根據在本領域中已知的動態平衡方法，栽體或轉子的另一部分包 括容器，該容器具有環形體積以準備接納平衡質量.在使轉子旋轉之 前，粘合劑和(若需要，例如)某些金屬珠粒被插入到容器內.保持 粘合劑的量足夠小從而使得沒有完全填充容器.如果旋轉這樣的組件， 那麼粘合劑、以及珠粒(若存在)將自動地流到正確的軸向位置以便 最小化不平衡量.然後需要使粘合劑凝固，必須小心地使粘合刑在旋 轉之後以及粘合刑凝固之前和/或凝固期間保持在相同的位置。此處， 由於徑向位置是由容器預先預定的，對於平衡質量的位置而言，少了 一個自由度，
到目前為止所述的平衡方法僅參考單平面平衡。這常常是充分的， 尤其是若在轉子可良好地近似為薄板且如果旋轉速度適中的情況下。
但是，對於包括於色輪中的彩色轉子，旋轉速度常常在7000rpm到高 達15000 rpm的範圍中.在此情況下，單平面平衡有時不再是充分的，並且必須對於與旋轉軸線垂直的至少兩個明確分開的平面執行平衡.
此處也可採用不同的方案，諸如負平衡、正平衡或動態平衡，伴 有相應方法的所有優點和缺點。
本發明的目的在於提供一種色輪，其允許簡化的平衡程序.這種 方法應至少部分地克服在本領域中已知方法的缺點。

發明內容
通過提供一種色輪來滿足該目的，這種色輪包括主體，該主體具
有附連到彩色轉子上的點式蔭革(dot mask).這種點式蔭革處於主體 表面中，為了形成點式蔭革，將表面結構化，使其包括多個分開的阱 (well)以準備用於接納平衡質量。該主體附連到彩色轉子上使得帶有 阱的表面處於與旋轉軸線垂直的平面中，
利用包括這樣一種點式蔭軍的色輪，可以用非常有效的方式來執 行靜態正平衡如先前所述，使彩色轉子旋轉並且測量不平衡量.只 要弄清楚必須將質量添加到轉子的什麼位置和必須添加多少質量，即 相應地利用諸如粘合劑這樣的材料以及利用(若需要的話)利用其它 材料作為補充來填充相應的阱。點式蔭軍可包括具有不同大小的阱。 這允許通過填充或部分地填充若干大尺寸阱中的一個或多個來執行粗 略平衡，且然後通過填充或部分地填充若干小尺寸阱中的一個或多個 來執行精細平衡.


圖l是根據本發明的第一實施例的色輪， 圖2是根據本發明的第二實施例的色輪 的機構.
圖3是根據本發明的笫三實施例的色輪 革進行雙平面平衡的機構。
具體實施例方式
在下文中藉助於附圖和作為實例的相對應實施例來解釋本發明. 圖1示出根據本發明的第一實施例的色輪l。色輪l包括濾光區段 3、 3'、 3"、 3'"、 3""。在此實例中，濾光區段是塗覆有薄膜幹涉濾光
，其包括用於雙平面平衡 ，其包括基於兩個點式蔭
5器的、從而用依賴于波長的方式以反映出特徵的形式來反射或傳輸光 的平面玻璃區段.這些濾光區段附連到栽體上.在圖中，栽體在濾光 區段下方且因此未示出。濾光區段附連到栽體上使得它們延伸超過栽
體。濾光區段3、 3'、 3"、 3'"、 3""的延伸部分一起形成環形區域，該 環形區域可插入到投影機光束的光路內.在此實例中，環形區域具有 70 mm的外徑和40 mm的內徑.其它尺寸也是有可能的且將會被使用.
在背向濾光區段3、 3'、 3"、 3'"、 3""的表面處，色輪l包括具有 表面11的主體5,這個主體是外徑為40mm的圓盤.在此實施例中， 圓盤具有直徑為26mm的中心孔。主體5的厚度為4 mm.在主體5中 實現兩種不同大小的阱7、 9，從而使表面ll結構化，較大尺寸的阱7 具有3mm的直徑，較小尺寸的阱9具有1 mm的直徑。在此實施例中， 所有阱的深度為3mm.如在圖l中可以看出，實現了三個不同的多阱 環.最外部的環包括一個較大尺寸阱7和兩個較小尺寸阱9的交替布 置。最內部的環包括一個較大尺寸阱7和一個較小尺寸阱9的交替布 置，中等尺寸的阱環僅包括較大尺寸的阱7。
主體5例如由諸如聚碳酸酯這樣的塑料材料形成.可藉助於注射 模製而以有成本效益的方式來製造主體5.主體5的表面11以及外圓 柱形桶13被黑化(blacken )以保護塑料材料免受意外照射到主體5上 的光影響。
作為可替代方案，阱可由主體中的孔形成，這些孔從主體的一側 穿過主體到另一側.阱的底部例如由濾光區段3、 3'、 3"、 3'"、 3""自 身來實現。對個這個可替代實施例，有可能使阱呈圃錐形，與阱在表 面處的直徑相比較，阱在底部處的直徑增加.利用這種圃錐形，用於 平衡的粘合劑將由於離心力而主要保留在阱內.
作為可替代方案，主體5可形成濾光區段3、 3"、 3"、 3'"、 3""的 栽體。通過這個辦法，主要是主體5來防止濾光區段3、 3'、 3"、 3'"、 3""在旋轉期間由於離心力而分離開。主體5現也是栽體，其可由鋁形 成為單件，主體5和連接到電機的轉子軸線可由單一件形成。
在圖1中示出圃柱形阱，阱密度並非儘可能地高，但可以被選擇 成儘可能地高。阱的其它截面也是可能的，舉例而言，可選擇正方形 阱或矩形阱。也可選擇蜂窩結構。
本發明的原理也適用於雙平面平衡方案.困2示出色輪101,其中可藉助於點蔭革105、通過用材料來填充點式蔭革的選定阱來靜態地平 衡一個平面.可通過動態平衡方案來平衡另一個平面.為此目的，提 供容器115的環形內部體積。優選地，在已完成藉助於點式蔭革的平 衡之後，某些流體被引入到容器115的體積內並使色輪101旋轉.即 使是在旋轉期間，可能使流體凝固.
圖3示出適合於雙平衡的實例，其中點式蔭革的原理適用於兩種 平衡平面，
權利要求
1.一種色輪，其包括彩色轉子和用於使所述彩色轉子旋轉的電機，彩色轉子包括載體和附連到所述載體的濾光區段，且濾光區段的各部分一起提供一種適合於插入到光引擎的光路內的環形區域，彩色轉子包括第一平衡機構，第一平衡機構包括主體，該主體具備的一個表面提供一種適合於接納平衡材料的阱的二維矩陣。
2. 根據權利要求1所述的色輪，其中具有提供多個阱的表面的主體 至少是所述栽體的部分。
3. 根據權利要求1或2所述的色輪，其中阱的截面基本上為圃形.
4. 根據權利要求1或2所述的色輪，其中阱的截面基本上為圃形 並且實現兩個不同的截面。
5. 根據權利要求1或2所述的色輪，其中該表面為平面表面且該 平面的法線平行於旋轉軸線。
6. 根據權利要求1或2所述的色輪，其具有笫二平衡機構，
7. 根據權利要求1或2所述的色輪，其中該表面為平面表面且該 表面的法線平行於旋轉軸線，色輪包括在遠離第一平衡機構的平面中 的笫二平衡機構。
8. 根據權利要求1或2所述的色輪，其中該表面為平面表面且該 表面的法線平行於旋轉軸線，色輪包括在遠離第一平衡機構的平面中 的第二平衡機構，第二平衡機構包括另一主體，該另一主體具備的另 一表面提供一種適合於接納平衡材料的阱的另一個二維矩陣.
全文摘要
本發明涉及色輪，其允許容易地執行平衡。該色輪包括電機和帶有載體的彩色轉子。濾光區段安裝到該載體上。此外，彩色轉子包括主體，該主體具有垂直於該轉子的旋轉軸線的表面。該表面包括孔的二維矩陣，這些孔可用平衡質量來填充。為了平衡彩色轉子，其進行旋轉。在旋轉期間，檢測到不平衡量。此外，檢測到將要放置平衡質量的位置。在這個位置，向相應孔內填充平衡質量，諸如粘合劑。
文檔編號G02B7/00GK101589325SQ200780044891
公開日2009年11月25日 申請日期2007年11月19日 優先權日2006年12月4日
發明者E·賈尼塞克 申請人:奧爾利康貿易股份公司(特呂巴赫)