具色輪鎖定功能的投影裝置及色輪鎖定方法
2023-04-24 04:16:06
具色輪鎖定功能的投影裝置及色輪鎖定方法
【專利摘要】本發明提供了一種具色輪鎖定功能的投影裝置及色輪鎖定方法。該裝置包含有：光源、第一色輪單元、第一主軸馬達、磁力鎖定機構以及控制單元；該光源用以產生光束；該第一色輪單元具有至少一透光區域以提供該光束穿透；該第一主軸馬達用以受致能而產生轉動並帶動該第一色輪單元轉動，並於受禁能時因應外部磁力而停止轉動；該磁力鎖定機構相鄰地設置於該第一主軸馬達旁，用以產生該外部磁力；該控制單元用以控制該磁力鎖定機構；其中當該第一主軸馬達因應該外部磁力而停止轉動時，其中一透光區域的位置相應於該光源以提供該光束穿透。
【專利說明】具色輪鎖定功能的投影裝置及色輪鎖定方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關於一種具色輪鎖定功能的投影裝置及應用於其上的方法，尤指一種藉由外部磁力來鎖定其中的主軸馬達以使色輪被鎖定在指定位置上的裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]一般人多有使用過投影機的經驗，無論是在公司機關、研討會的場合中進行簡報、會議或演講，或是一般家庭的影片播放等，搭配了投影機的運用都能達到以大屏幕的投影顯示方式來提供收看者極佳的呈現與視覺效果。
[0003]一般來說，投影機利用色輪(Color Wheel)的設置而使光源所產生的白光光束照射於其上以成為對應的色光束並作投射。此色輪是一種可快速旋轉的圓盤，其上可具有多種不同顏色的濾光區域，通常是以紅色、綠色和藍色，也就是RGB三原色作配置。藉由控制圓盤的旋轉速度，不同顏色的色光束能快速地連續射出，並根據人眼的視覺暫留現象而能混合出影像中的多種顏色。
[0004]此外，為強調投影機不同的運用目的與投射效果，對於色輪上的顏色配置亦可作不同的設計。舉例來說，在特別強調亮度的運用上，可在色輪上加入白色或透明的區域，使得光束在照射於其上時便是以無顏色的光束作投射；或甚至是直接設計色輪具有一缺口，讓光源的光束能大部份地穿透而出，因而在影像亮度的呈現上有較佳的效果。
[0005]或者,可為了特別的顏色投射效果而加入三原色之外的其他顏色。然而,無論是何種運用需求，均可在圓盤上按劃分的刻度來調整各種顏色所佔的區域大小與比例，進而能調整不同顏色所會被照射到的時間長短，以改變人眼看到所投射出的影像的色彩感覺。
[0006]是以，為同時達到具有強調影像亮度與色彩性的功能，目前技術是在投影機的內部設置兩個色輪；也就是其中一個色輪具有缺口或透明的區域，而另一色輪則為完整的圓盤且是由非透明的區域的配置所組成。
[0007]請參閱圖1A，為具有兩個色輪的習用投影機100的內部構造示意圖。如圖1A所示，第一色輪12和第二色輪14的原始位置在光源10所產生光束的光路徑101上部份重疊。兩色輪12、14可藉由各自的主軸馬達11、13而產生旋轉；而所產生的光束能經由資料平面15 (可為反射式DMD)作各種角度的反射而投射出所看到的影像。兩色輪12、14的重疊方式如圖1B所示。
[0008]承上所述，具有兩個色輪的投影機需設計其中一個色輪具有機械移動的功能。如圖1A、圖1B所示，其中的第一色輪12具有透光區域120 ;當第二色輪14要運作時，可旋轉第一色輪12至其透光區域120位於該光路徑101上的位置，而使該光源10的光束可不受影響地照射到該第二色輪14上並穿透該透光區域120。該第二色輪14設計具有相對移動的結構；當第一色輪12要運作時，該第二色輪14可移動以遠離該光路徑101，以避免幹擾所照射的光束。
[0009]換句話說，若同時設計兩個色輪均能作移動時，便可有效避免幹擾另一色輪的運作情形；但如此的設計勢必會增加製造成本與整體裝置的體積。因此，如何在僅設計一個色輪可作移動的前提下，確定每一色輪都可被移動至或鎖定至正確的位置上，便為此種投影機重要的發展方向。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在於提供一種具色輪鎖定功能的投影裝置及色輪鎖定方法。於該投影裝置中藉由外部磁力來鎖定其中的主軸馬達，以使其對應的色輪被鎖定在指定位置上，從而可有效避免幹擾另一色輪的運作情形。
[0011]本發明提供了一種具色輪鎖定功能的投影裝置，包含:
[0012]光源，用以產生光束；
[0013]第一色輪單元，具有至少一個透光區域以供該光束穿透；
[0014]第一主軸馬達，用以受致能而產生轉動並帶動該第一色輪單元轉動，並於受禁能時因應外部磁力而停止轉動；
[0015]磁力鎖定機構，相鄰地設置於該第一主軸馬達旁，用以產生該外部磁力；以及
[0016]控制單元，用以控制該磁力鎖定機構；
[0017]其中當該第一主軸馬達因應該外部磁力而停止轉動時，其中一個該透光區域的位置相應於該光源以提供該光束穿透。
[0018]較佳的，該第一主軸馬達包含有:機殼；指示標籤，設置於該機殼上，用以指示該透光區域的轉速與位置；以及鎖定磁鐵單元，設置於該機殼上，並以能和該外部磁力產生相吸的磁極作朝外設置，且該指示標籤與該鎖定磁鐵單元和該透光區域之間呈現出固定的相對位置。
[0019]較佳的，該磁力鎖定機構以電磁鐵方式產生該外部磁力，該磁力鎖定機構和該第一主軸馬達之間呈現出固定的相對位置，且該磁力鎖定機構的位置是相應於該鎖定磁鐵單
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[0020]較佳的，該控制單元用以因應該第一主軸馬達的禁能而使該磁力鎖定機構產生該外部磁力。
[0021]較佳的，該第一主軸馬達於受禁能時具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動，而該鎖定磁鐵單元用以因應該外部磁力的相吸而使轉速下降，進而停止轉動。
[0022]較佳的，該第一主軸馬達包含有:機殼，以金屬或順磁性材質所製成，該機殼具有鎖定點，用以被該外部磁力所吸引；以及指示標籤，設置於該機殼上，用以指示該透光區域的轉速與位置，且該指示標籤與該鎖定點和該透光區域之間呈現出固定的相對位置。
[0023]較佳的，該磁力鎖定機構是以電磁鐵方式產生該外部磁力，而該磁力鎖定機構包含有:
[0024]磁蕊，其於該外部磁力產生前和該鎖定點之間呈現出間距，並於該外部磁力產生後進行大於或等於該間距的位移而附著於該鎖定點上；以及
[0025]彈簧，其一端設置於該磁蕊上，另一端設置於固定面上，用以因應該磁蕊的位移而產生彈性形變。
[0026]較佳的，該第一主軸馬達於受禁能時具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動，而該控制單元用以因應該第一主軸馬達的禁能而使該指示標籤偵測該鎖定點的至少一轉動周期。[0027]較佳的，該控制單元根據該轉動周期計算該鎖定點達到預設轉速時將轉動至預設位置的預計時間，並於該預計時間時使該磁力鎖定機構產生該外部磁力。
[0028]較佳的，該預設位置位於該磁力鎖定機構的前方，而該鎖定點用以因應該外部磁力的吸引而附著於該磁力鎖定機構上，進而停止轉動。
[0029]較佳的，該第一主軸馬達包含有:機殼；以及第一鎖定磁鐵單元，設置於該機殼上，用以和該外部磁力產生相吸，且該第一鎖定磁鐵單元和該透光區域之間呈現出固定的相對位置。
[0030]較佳的，該投影裝置包含有:第二色輪單元，用以提供該光束照射；第二主軸馬達，用以受致能而產生轉動並帶動該第二色輪單元轉動；以及傳動機構，用以和該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構作傳動連接；其中該控制單元用以因應該第一主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行第一間距的位移而接近該第一主軸馬達；且該控制單元用以因應該第二主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行該第一間距的位移而遠離該第一主軸馬達。
[0031]較佳的，該磁力鎖定機構包含有:固定支架，用以和該第二主軸馬達作傳動連接；以及第二鎖定磁鐵單元，設置於該固定支架上，用以產生該外部磁力，並和該第一鎖定磁鐵單元作異極相鄰設置；其中該第一主軸馬達於受致能時，該第一鎖定磁鐵單元和該第二鎖定磁鐵單元之間呈現出不產生相吸的第二間距，且該第二間距大於該第一間距。
[0032]較佳的，該第一主軸馬達於受禁能時具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動，而該第一鎖定磁鐵單元用以因應該外部磁力的相吸以使轉速下降，進而停止轉動。
[0033]較佳的，當該第一主軸馬達呈現出停止轉動且其中該透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源時，致能該第一主軸馬達並以預設轉速產生轉動後，禁能該第一主軸馬達。
[0034]本發明還提供了一種色輪鎖定方法，應用於投影裝置上，該投影裝置包含有光源、第一色輪單元、第一主軸馬達、磁力鎖定機構和控制單元，其特徵在於，該方法包含下列步驟:
[0035]致能該第一主軸馬達產生轉動並帶動該第一色輪單元轉動；
[0036]禁能該第一主軸馬達；以及
[0037]由該控制單元控制相鄰地設置於該第一主軸馬達旁的該磁力鎖定機構，而使該第一主軸馬達因應該磁力鎖定機構所產生的外部磁力而停止轉動；
[0038]其中當該第一主軸馬達因應該外部磁力而停止轉動時，該第一色輪單元所具有的透光區域的位置相應於該光源，以提供該光源所產生的光束穿透。
[0039]較佳的，該第一主軸馬達包含有鎖定磁鐵單元，而該方法包含下列步驟:
[0040]由該第一主軸馬達因應受禁能時所具有的轉動慣量而繼續多圈數的轉動；
[0041]由該控制單元因應該第一主軸馬達的禁能而使該磁力鎖定機構產生該外部磁力；以及
[0042]由該鎖定磁鐵單元因應該外部磁力的相吸以使轉速下降，進而停止轉動。
[0043]較佳的，該第一主軸馬達包含有一指示標籤和金屬或順磁性材質的鎖定點，而該方法包含下列步驟:
[0044]由該第一主軸馬達因應受禁能時所具有的轉動慣量而繼續多圈數的轉動；[0045]由該控制單元因應該第一主軸馬達的禁能而使該指示標籤偵測該鎖定點的至少一轉動周期；
[0046]由該控制單元根據該轉動周期計算該鎖定點達到預設轉速時將轉動至預設位置的預計時間，並於該預計時間時使該磁力鎖定機構產生該外部磁力；以及
[0047]由該鎖定點因應該外部磁力的吸引而附著於該磁力鎖定機構上，進而停止轉動；
[0048]其中該預設位置位於該磁力鎖定機構的前方。
[0049]較佳的，該第一主軸馬達包含有第一鎖定磁鐵單元，該投影裝置更包含有第二主軸馬達和傳動機構，該磁力鎖定機構包含有產生該外部磁力的第二鎖定磁鐵單兀，該傳動機構和該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構作傳動連接，而該方法包含下列步驟:
[0050]由該第一主軸馬達因應受禁能時所具有的轉動慣量而繼續多圈數的轉動；
[0051]由該控制單元因應該第一主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行第一間距的位移而接近該第一主軸馬達；
[0052]由該第一鎖定磁鐵單元因應該第二鎖定磁鐵單元的相吸以使轉速下降，進而停止轉動；以及
[0053]由該控制單元因應該第二主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行該第一間距的位移而遠離該第一主軸馬達。
[0054]較佳的，該方法包含下列步驟:
[0055]當該第一主軸馬達呈現出停止轉動且該透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源時，致能該第一主軸馬達並以預設轉速產生轉動；以及
[0056]禁能該第一主軸馬達。
[0057]與現有技術相對比，本發明所提出的概念對於具有兩個色輪的投影裝置來說，除了能使每一色輪在對應運作下都可被移動至或鎖定至正確的位置上，以避免對所投射的光束造成幹擾之外，亦能僅設計其中一組色輪與馬達可進行移動，而另外一組則呈現相對固定；也就是本發明可有效地節省製造成本與減少整體裝置的體積。
[0058]為了對本發明之上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下:
【專利附圖】
【附圖說明】
[0059]圖1A為具有兩個色輪的習用投影機100的內部構造示意圖。
[0060]圖1B為圖1A的兩色輪12、14的重疊示意圖。
[0061]圖2為本發明所提出的具色輪鎖定功能的投影裝置200的內部構造示意圖。
[0062]圖3為本發明所提出的色輪鎖定方法於第一實施例的實施流程圖。
[0063]圖4為本發明所提出的具色輪鎖定功能的投影裝置300的內部構造示意圖。
[0064]圖5為指示標籤311所發送的信號對時間的關係圖。
[0065]圖6為本發明所提出的色輪鎖定方法於第二實施例的實施流程圖。
[0066]圖7A和圖7B為本發明所提出的具色輪鎖定功能的投影裝置400的內部構造示意圖。
[0067]圖8為本發明所提出的色輪鎖定方法於第三實施例的實施流程圖。【具體實施方式】
[0068]以下提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護的範圍。此外，實施例中的圖式省略不必要的元件，以清楚顯示本發明的技術特點。
[0069]現以第一實施例進行本發明的實施說明。請參閱圖2，為本發明所提出的具色輪鎖定功能的投影裝置200的內部構造示意圖。如圖2所示，該投影裝置200包含有光源20、第一色輪單元22、第一主軸馬達21以及磁力鎖定機構26。其中該光源20用以產生例如白光的光束201，而該第一色輪單元22則具有至少一透光區域。於此實施例中設計該第一色輪單元22具有兩個透光區域221、222，且該些透光區域221、222是以缺口的型式作設計。當然，於其他的實施方式中亦能將該第一色輪單元22設計為完整的圓盤，並將這些指定的透光區域設計為透明。
[0070]於此實施例中設計該些透光缺口 221、222的其中一個旋轉至正對於該光源20的位置上時，能相應地提供該光束201穿透。進一步來說，由於該些透光區域221、222設計為缺口的型式，所以為使該第一色輪單元22的旋轉能維持平衡，此二透光區域221、222的位置呈現為180度的對稱，即彼此之間的連線通過該第一色輪單元22的中心。
[0071]另一方面，此實施例中的該第一色輪單元22與該第一主軸馬達21不會進行相對於該光源20的移動，並且該磁力鎖定機構26和該第一主軸馬達21之間呈現出固定的相對位置。由於本發明所提出的具色輪鎖定功能的投影裝置200具有兩個色輪，因此其另一色輪單元(未顯示於圖2)便需設置出可進行移動的機制。而關於此第二色輪單元的設置位置及其移動機制可和現有技術相同，於此便不贅述。
[0072]承上所述，該第一主軸馬達21能受致能(即開啟運作)而產生轉動並帶動該第一色輪單元22轉動。該第一主軸馬達21並包含有機殼210、指示標籤211以及鎖定磁鐵單元212，該指示標籤211與該鎖定磁鐵單元212設置於該機殼210上。
[0073]其中該指示標籤211為一種能以信號發送的方式指示該些透光區域221、222的轉速與位置的標籤(Position and Speed feedback Mark,簡稱為PSM),而其原由在於，因為當該第一主軸馬達21在旋轉時,該指示標籤211亦隨之一併進行旋轉。該指示標籤211和該些透光區域221、222之間呈現出固定的相對位置；也就是其彼此之間的距離不會改變，以正確地指示出該些透光區域221、222的位置。該指示標籤211的設置為習知技術，於此便不贅述。
[0074]本發明的其一特徵在於該第一主軸馬達21能於受禁能(即停止運作)時因應外部磁力而停止轉動；於此實施例中特別是一種使轉動漸趨緩慢，最後能在指定位置上加以鎖定住以完全停止的機制。該外部磁力是由相鄰地設置於該第一主軸馬達21旁的該磁力鎖定機構26所產生。於此實施例中，該磁力鎖定機構26是以電磁鐵方式產生該外部磁力；如圖2所示，該磁力鎖定機構26可包括開關261、磁蕊262、線圈263和直流電源264。而當其中該開關261呈現導通時，該磁蕊262的一端便能產生磁場。
[0075]其次，設置於該機殼210上的該鎖定磁鐵單元212是以能和該外部磁力產生相吸的磁極作朝外設置；例如當該磁蕊262的一端所產生的磁場為S極時，該鎖定磁鐵單元212便以N極作朝外設置，使得兩者能相互吸引。詳細來說，當該第一主軸馬達21在旋轉時，該鎖定磁鐵單元212亦一併進行旋轉，且該磁力鎖定機構26的位置相應於該鎖定磁鐵單元212 ;於此實施例中是以該磁蕊262的一端鄰近於該鎖定磁鐵單元212的旋轉軌跡作相應的設置，且兩者之間保持在其磁場可有效產生影響的間距上。
[0076]類似於該指示標籤211的設置，該鎖定磁鐵單元212亦和該些透光區域221、222之間呈現出固定的相對位置；也就是其彼此之間的距離不會改變。詳細來說，於此實施例中是設計當其中一透光區域(即圖2中的透光區域221)的位置正對於該光源20時，該鎖定磁鐵單兀212是正對於該磁力鎖定機構26的該磁蕊262。
[0077]根據上述可知，此實施例的另一特徵在於控制該磁力鎖定機構26產生該外部磁力的時機是在該第一主軸馬達21受禁能(即停止運作)時；並且當該第一主軸馬達21受致能(即開啟運作)而產生轉動時，該磁力鎖定機構26並不產生該外部磁力。是以，該投影裝置200還包含有控制單元(未顯示於圖式)，該控制單元信號連接於該第一主軸馬達21 (或該指示標籤211)與該磁力鎖定機構26，從而能根據該第一主軸馬達21的致/禁能狀態來控制該磁力鎖定機構26，也就是控制該開關261的導通與否。
[0078]換句話說，該控制單元用以因應該第一主軸馬達21的禁能而使該磁力鎖定機構26產生該外部磁力。由於該第一主軸馬達21是在轉動的情況下由運作切換成不運作，因此其於受禁能時仍會具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動。是以，該鎖定磁鐵單元212將可不止一次地藉由旋轉以通過該磁力鎖定機構26的該磁蕊262的前方；也就是在該開關261已導通的情況下，該鎖定磁鐵單元212將會因應該外部磁力的持續相吸以使得整體的轉速下降。當其轉速下降至某一特定值時，該鎖定磁鐵單元212便無法脫離於該外部磁力，進而停止轉動。
[0079]當該第一主軸馬達21因應該外部磁力而停止轉動時，該鎖定磁鐵單元212將正對於該磁力鎖定機構26的該磁蕊262，從而達到在指定位置上加以鎖定住的目的。而藉由相對位置的設計，此時其中一透光區域221的位置是相應於該光源20，使得該光束201能夠穿透。更進一步來說，當該第一主軸馬達21再受致能而切換成運作的轉動狀態時，該磁力鎖定機構26便停止產生該外部磁力。
[0080]上述實施例是針對該第一主軸馬達21在一般正常運作的轉動情況下作鎖定的實施說明。然而，投影裝置200在該第一主軸馬達21處在非運作時，該透光區域221 (或222)可能不正對於該光源20 ;例如投影裝置200剛開機，而未進行上述的過程或該外部磁力已停止，使得該第一色輪單元22上的該些透光區域221、222可能有所偏移，造成該光束201受到遮蔽而無法穿透。
[0081]對於此，此實施例還進一步設計具有另一機制；也就是當該第一主軸馬達21呈現出停止轉動，而其中一透光區域221 (或222)的位置未相應或不確定是否相應於該光源20時(即不確定該光束201是否能夠穿透透光區域時)，例如停機後再啟動時，致能該第一主軸馬達21而使其先以預設轉速產生轉動，以讓該第一主軸馬達21呈現旋轉。此預設轉速可為相對較低的轉速，有別於一般正常運作該第一色輪單元22而致能該第一主軸馬達21時所產生轉動的轉速。之後，再禁能該第一主軸馬達21，而該磁力鎖定機構26便能再如上述說明將該鎖定磁鐵單元212在指定位置上加以鎖定，使得該透光區域221的位置相應於該光源20，使該光束201能穿透。
[0082]根據上述的第一實施例說明，本發明所提出應用於該投影裝置200上的色輪鎖定方法的實施流程可如圖3所示。首先，致能該第一主軸馬達21產生轉動並帶動該第一色輪單元22轉動(步驟Sll);其次，禁能該第一主軸馬達21，而該第一主軸馬達21以轉動慣量繼續多圈數的轉動(步驟S12);接著，由該控制單元因應該第一主軸馬達21的禁能而使該磁力鎖定機構26產生該外部磁力，使得該鎖定磁鐵單元212因應該外部磁力的相吸而使轉速下降，進而停止轉動，同時透光區域22的位置相應於該光源20(步驟S13)，使光源20的光束201能穿透。
[0083]承上所述，該第一實施例亦可由另一步驟開啟實施流程；也就是當該第一主軸馬達21呈現出停止轉動且其中一個透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源20時，致能該第一主軸馬達21並以使該第一主軸馬達以預設轉速產生轉動(步驟S11』)。而之後的實施流程則可同樣進入到其步驟S12?S13。
[0084]本發明還可根據上述第一實施例所揭露的概念進行相關的變化實施，而能在類似的構造設計下達成相近的功效與實施目的。
[0085]現以第二實施例進行本發明的實施說明。請參閱圖4，為本發明所提出的另一具色輪鎖定功能的投影裝置300的內部構造示意圖。相似的元件以類似的元件編號作示意。如圖4所示，此實施例的差異在於在該第一主軸馬達31上未設置鎖定磁鐵單元，而是藉由以金屬或順磁性材質所製成的該機殼310並設定其上的鎖定點312以供該外部磁力吸引。
[0086]雖然第一實施例中所設置的該鎖定磁鐵單元212能相對於周圍的該機殼210具有較突出的受磁力吸引效果，但由於其仍具有一定的重量，使得在色輪的轉動過程中可能會影響整體平衡並造成損壞，因此在實際應用中要增加成本加入對稱平衡配重。此實施例的主要特徵是直接採用該機殼310作為被吸引的對象；特別是一種以該磁力鎖定機構36產生外部磁力時就使該第一主軸馬達31立即停止轉動的機制，且能在指定位置上將該鎖定點312加以鎖定住。
[0087]類似地，該指示標籤311與該鎖定點312亦和該些透光區域321、322之間呈現出固定的相對位置，且該第一色輪單元32與該第一主軸馬達31亦不會進行相對於該光源30的移動。然而，如圖4所不,該磁力鎖定機構36的該磁蕊362會相對於該第一主軸馬達31進行移動。由此可知，此實施例的另一特徵亦是在於控制該磁力鎖定機構36產生該外部磁力的時機，但不同的是其產生的時機並不是在該第一主軸馬達31於受禁能時。
[0088]請同時參閱圖5,為該指示標籤311所發送的信號對時間的關係圖。如圖5所示，第一信號Pl和第二信號P2之間的時間長度代表該第一主軸馬達31旋轉一圈的轉動周期Tl ;也就是該指示標籤311每轉一圈發出一個信號。於此實施例中，同樣是使該第一主軸馬達31在仍轉動的情況下由運作切換成不運作，因此其於受禁能時仍會具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動。在此轉動慣量下，後續的轉動將漸慢，周期會變長，並可通過計算得知其拉長的趨勢。
[0089]另外，由於該指示標籤311可指示出該鎖定點312的相對位置(類似於第一實施例的鎖定磁鐵單元212)，使得該鎖定點312或該第一主軸馬達31上的任一點的位移趨勢便亦可通過計算而求出。是以，此實施例是由該控制單元因應該第一主軸馬達31的禁能而使該指示標籤311偵測該鎖定點312的至少一轉動周期；較佳的方式是偵測多個轉動周期並作前後周期的比較，以得知其變化趨勢。
[0090]其次，由該控制單元根據所得的轉動周期計算該鎖定點312達到預設轉速時將轉動至預設位置的預計時間。詳細來說，該預設位置是位於該磁力鎖定機構36的該磁蕊362的前方；而該預設轉速為相對較低的轉速，並有別於一般正常運作該第一色輪單元32而致能該第一主軸馬達31時所產生轉動的轉速，即預設轉速低於第一色輪單元32行使其功能時第一主軸馬達31的轉速。該預設轉速(可相同或近似於前例步驟SlT中的預設轉速)主要是根據該磁力鎖定機構36所能產生的該外部磁力的大小而定，以確定在產生該外部磁力時就能立即停止該第一主軸馬達31的轉動。
[0091]之後，該控制單元便於該預計時間時使該磁力鎖定機構36產生該外部磁力，從而能正確地對所設定的該鎖定點312加以吸引。該鎖定點312則因應該外部磁力的吸引而附著於該磁力鎖定機構36的該磁蕊362上，進而停止轉動。
[0092]另一方面,該磁力鎖定機構36還包括彈簧365,該彈簧365的一端設置於該磁蕊362上,而其另一端則設置於固定面37上。於此實施例中，該磁蕊362於該外部磁力產生前是和該鎖定點312之間呈現出間距d0 ;而當該外部磁力產生後，該磁蕊362對該鎖定點312的吸引將會使該磁蕊362進行位移，而以其一端362a附著於該鎖定點312上。
[0093]承上所述，因應該鎖定點312屆時的轉速大小(可為該預設轉速)或是該外部磁力的大小，該磁蕊362所進行的位移可大於或等於該間距d0。再者，該彈簧365的特性能因應該磁蕊362的位移而產生彈性形變，並將該鎖定點312與該磁蕊362拉回至指定的位置。是以，當該鎖定點312被鎖定在指定位置上時，該透光區域321的位置便相應於該光源30，以使該光源30發出的光束能夠穿透。
[0094]根據上述的第二實施例說明，本發明所提出應用於該投影裝置300上的色輪鎖定方法的實施流程可如圖6所示。首先，致能該第一主軸馬達31使其產生轉動並帶動該第一色輪單元32轉動(步驟S21);其次，禁能該第一主軸馬達31，而該第一主軸馬達31以轉動慣量繼續多圈數的轉動(步驟S22);接著，由該控制單元因應該第一主軸馬達31的禁能而使該指示標籤311偵測該鎖定點312的至少一轉動周期，並依此計算該鎖定點312達到預設轉速時將轉動至預設位置的預計時間(步驟S23);之後，由該控制單元於該預計時間時使該磁力鎖定機構36產生該外部磁力，使得該鎖定點312因應該外部磁力的吸引而附著於該磁力鎖定機構36上，進而停止轉動，同時其透光區域321的位置相應於該光源30(步驟S24)。
[0095]類似地，該第二實施例亦可由另一步驟開啟實施流程；也就是當該第一主軸馬達31呈現出停止轉動且其一透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源30時，致能該第一主軸馬達31並使其以另一預設轉速產生轉動(步驟S21』)。而之後的實施流程則可同樣進入到其步驟S22?S24。
[0096]現以第三實施例進行本發明的實施說明。請同時參閱圖7A和圖7B，為本發明所提出的另一具色輪鎖定功能的投影裝置400的內部構造示意圖。相似的元件是以類似的元件編號作示意。於圖7A和圖7B中呈現了該投影裝置400還包含有第二色輪單元44、第二主軸馬達43以及傳動機構48。其中圖7A的示意為運作其中的該第二色輪單元44，而圖7B的示意則為運作其中的該第一色輪單元42。
[0097]該第二主軸馬達43能受致能(即開啟運作)而產生轉動並帶動該第二色輪單元44轉動，且該傳動機構48和該第二主軸馬達43與該磁力鎖定機構46作傳動連接，使得該第二色輪單元44、該第二主軸馬達43與該磁力鎖定機構46能一體地進行移動；也就是該第二色輪單元44與該第二主軸馬達43可通過傳動而移動至如圖7A或圖7B所示的位置上。詳細來說，如圖7A所示，該第二色輪單元44接近該第一色輪單元42，但該光源40的該光束401可穿透其一透光區域422而照射於該第二色輪單元44上；而如圖7B所示，該第二色輪單元44遠離該第一色輪單元42，因而可避免對該光束401在照射該第一色輪單元42時造成幹擾。
[0098]於此實施例中，該第一主軸馬達41類似於第一實施例而將第一鎖定磁鐵單元412設置於該機殼410上，且該第一鎖定磁鐵單元412和該些透光區域421、422之間呈現出固定的相對位置。而此實施例主要的差異在於該磁力鎖定機構46是以第二鎖定磁鐵單元462產生該外部磁力，且該第二鎖定磁鐵單元462能進行移動。詳細來說，此實施例的該磁力鎖定機構46還包含有固定支架461 ;如圖7A所示，該固定支架461和該第二主軸馬達43作傳動連接，而該第二鎖定磁鐵單元462設置於該固定支架461上。為了產生相互的吸引，該第二鎖定磁鐵單元462和該第一鎖定磁鐵單元412兩者是以異極相鄰的方式作設置。
[0099]此實施例是以該第二鎖定磁鐵單元462直接產生磁力的方式來取代前述兩實施例中的電磁鐵設計。由於在具有兩個色輪的投影裝置中，移動機制為必要的設置；因此，此實施例便直接利用此移動機制使磁鐵單元的磁力產生影響，從而能更進一步地節省製造成本與減少整體裝置的體積。
[0100]於此實施例中，藉由該控制單元的控制而能因應該第一主軸馬達41的禁能(即停止運作)而驅動該傳動機構48 (可採用步進馬達、齒輪和導杆進行傳動)，使得該第二主軸馬達43與該磁力鎖定機構46進行第一間距dl的位移而接近該第一主軸馬達41 ;也就是從圖7B的位置向左移動成為圖7A的示意。在圖7B的示意中，該第一主軸馬達41受致能而帶動該第一色輪單元42轉動，且該第一鎖定磁鐵單元412和該第二鎖定磁鐵單元462之間呈現出第二間距d2。該第二間距d2的大小需使該第一鎖定磁鐵單元412和該第二鎖定磁鐵單元462不相互吸引，也就是該第一鎖定磁鐵單元412在該第二鎖定磁鐵單元462所產生的外部磁力的影響範圍外。
[0101]另一方面，藉由該控制單元的控制而能因應該第二主軸馬達41的禁能(即停止運作)而驅動該傳動機構48，使得該第二主軸馬達43與該磁力鎖定機構46進行該第一間距dl的位移而遠離該第一主軸馬達41 ;也就是從圖7A的位置向右移動成為圖7B的示意，從而讓後續對該第一色輪單元42的旋轉不造成幹擾。此實施例設計該第二間距d2大於該第一間距dl，使得在圖7A的示意中，該第二鎖定磁鐵單元462並不附著於該第一鎖定磁鐵單元412上，而僅是產生持續相吸的作用。
[0102]換句話說，此實施例的該外部磁力是持續產生，但是因該第一主軸馬達41的禁能而藉由驅動與傳動方式來控制其影響的範圍。類似地，由於該第一主軸馬達41是在仍轉動的情況下由運作切換成不運作(從圖7B圖的示意變成圖7A圖)，因此其於受禁能時仍會具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動。是以，該第一鎖定磁鐵單元412將可不止一次地藉由旋轉以通過該第二鎖定磁鐵單元462的前方；也就是該第一鎖定磁鐵單元412將會因應該外部磁力的持續相吸以使得整體的轉速下降。當其轉速下降至某一特定值時，該第一鎖定磁鐵單元412便無法脫離於該外部磁力，進而停止轉動。
[0103]當該第一主軸馬達41因該外部磁力而停止轉動時，該第一鎖定磁鐵單元412將正對於該第二鎖定磁鐵單元462，從而達到在指定位置上加以鎖定住的目的。而藉由相對位置的設計，此時其中一透光區域422的位置是相應於該光源40，使得該光束401能夠穿透。
[0104]根據上述的第三實施例說明，本發明所提出應用於該投影裝置400上的色輪鎖定方法的實施流程可如圖8所示。首先，致能該第一主軸馬達41產生轉動並帶動該第一色輪單元42轉動(步驟S31);其次，禁能該第一主軸馬達41，而該第一主軸馬達41並以轉動慣量繼續多圈數的轉動(步驟S32);接著，由該控制單元因應該第一主軸馬達41的禁能而驅動該傳動機構48，使得該第二主軸馬達43與該磁力鎖定機構46進行第一間距dl的位移而接近該第一主軸馬達41，該第一鎖定磁鐵單元412並因應該第二鎖定磁鐵單元462的相吸以使轉速下降，進而停止轉動，同時其一透光區域422的位置相應於該光源40(步驟S33)。
[0105]此外，若欲使該第一主軸馬達41再受致能而切換成運作的轉動狀態時，則此實施例的流程更包含下步驟:由該控制單元因應該第二主軸馬達43的禁能而驅動該傳動機構48，使得該第二主軸馬達43與該磁力鎖定機構46進行該第一間距dl的位移而遠離該第一主軸馬達41 (步驟S34)。
[0106]類似地，該第三實施例亦可由另一步驟開啟實施流程；也就是當該第一主軸馬達41呈現出停止轉動且其透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源40時，致能該第一主軸馬達41並以預設轉速產生轉動(步驟S31』)。而之後的實施流程則可同樣進入到其步驟S32?S34。
[0107]綜上所述，本發明所提出的概念對於具有兩個色輪的投影裝置來說，除了能使每一色輪在對應運作下都可被移動至或鎖定至正確的位置上，以避免對所投射的光束造成幹擾之外，亦能僅設計其中一組色輪與馬達可進行移動，而另外一組則呈現相對固定；也就是本發明可有效地節省製造成本與減少整體裝置的體積。
[0108]是故，本發明能有效解決現有技術中所提出的相關問題，而能成功地達到本案發展的主要目的。
[0109]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。本發明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之權利要求所界定者為準。
【權利要求】
1.一種具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，包含: 光源，用以產生光束； 第一色輪單元，具有至少一個透光區域以供該光束穿透； 第一主軸馬達，用以受致能而產生轉動並帶動該第一色輪單元轉動，並於受禁能時因應外部磁力而停止轉動； 磁力鎖定機構，相鄰地設置於該第一主軸馬達旁，用以產生該外部磁力；以及 控制單元，用以控制該磁力鎖定機構； 其中當該第一主軸馬達因應該外部磁力而停止轉動時，其中一個該透光區域的位置相應於該光源以提供該光束穿透。
2.如權利要求1所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該第一主軸馬達包含有: 機殼; 指示標籤，設置於該機殼上，用以指示該透光區域的轉速與位置；以及 鎖定磁鐵單元，設置於該機殼上，並以能和該外部磁力產生相吸的磁極作朝外設置，且該指示標籤與該鎖定磁鐵單元和該透光區域之間呈現出固定的相對位置。
3.如權利要求2所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該磁力鎖定機構以電磁鐵方式產生該外部磁力，該磁力鎖定機構和該第一主軸馬達之間呈現出固定的相對位置，且該磁力鎖定機構的位置是相應於該鎖定磁鐵單元。
4.如權利要求2所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該控制單元用以因應該第一主軸馬達的禁能而使該磁力鎖定機構產生該外部磁力。
5.如權利要求4所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該第一主軸馬達於受禁能時具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動，而該鎖定磁鐵單元用以因應該外部磁力的相吸而使轉速下降，進而停止轉動。
6.如權利要求1所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該第一主軸馬達包含有: 機殼，以金屬或順磁性材質所製成，該機殼具有鎖定點，用以被該外部磁力所吸引；以及 指示標籤，設置於該機殼上，用以指示該透光區域的轉速與位置，且該指示標籤與該鎖定點和該透光區域之間呈現出固定的相對位置。
7.如權利要求6所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該磁力鎖定機構是以電磁鐵方式產生該外部磁力，而該磁力鎖定機構包含有: 磁蕊，其於該外部磁力產生前和該鎖定點之間呈現出間距，並於該外部磁力產生後進行大於或等於該間距的位移而附著於該鎖定點上；以及 彈簧，其一端設置於該磁蕊上，另一端設置於固定面上，用以因應該磁蕊的位移而產生彈性形變。
8.如權利要求6所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該第一主軸馬達於受禁能時具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動，而該控制單元用以因應該第一主軸馬達的禁能而使該指示標籤偵測該鎖定點的至少一轉動周期。
9.如權利要求8所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該控制單元根據該轉動周期計算該鎖定點達到預設轉速時將轉動至預設位置的預計時間，並於該預計時間時使該磁力鎖定機構產生該外部磁力。
10.如權利要求9所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該預設位置位於該磁力鎖定機構的前方，而該鎖定點用以因應該外部磁力的吸引而附著於該磁力鎖定機構上，進而停止轉動。
11.如權利要求1所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該第一主軸馬達包含有: 機殼；以及 第一鎖定磁鐵單兀，設置於該機殼上，用以和該外部磁力產生相吸，且該第一鎖定磁鐵單元和該透光區域之間呈現出固定的相對位置。
12.如權利要求11所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該投影裝置包含有: 第二色輪單元，用以提供該光束照射； 第二主軸馬達，用以受致能而產生轉動並帶動該第二色輪單元轉動；以及 傳動機構，用以和該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構作傳動連接； 其中該控制單元用以 因應該第一主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行第一間距的位移而接近該第一主軸馬達；且該控制單元用以因應該第二主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行該第一間距的位移而遠離該第一主軸馬達。
13.如權利要求12所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該磁力鎖定機構包含有: 固定支架，用以和該第二主軸馬達作傳動連接；以及 第二鎖定磁鐵單元，設置於該固定支架上，用以產生該外部磁力，並和該第一鎖定磁鐵單元作異極相鄰設置； 其中該第一主軸馬達於受致能時，該第一鎖定磁鐵單元和該第二鎖定磁鐵單元之間呈現出不產生相吸的第二間距，且該第二間距大於該第一間距。
14.如權利要求12所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，該第一主軸馬達於受禁能時具有轉動慣量，從而能繼續多圈數的轉動，而該第一鎖定磁鐵單元用以因應該外部磁力的相吸以使轉速下降，進而停止轉動。
15.如權利要求1所述的具色輪鎖定功能的投影裝置，其特徵在於，當該第一主軸馬達呈現出停止轉動且其中該透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源時，致能該第一主軸馬達並以預設轉速產生轉動後，禁能該第一主軸馬達。
16.一種色輪鎖定方法，應用於投影裝置上，該投影裝置包含有光源、第一色輪單元、第一主軸馬達、磁力鎖定機構和控制單元，其特徵在於，該方法包含下列步驟: 致能該第一主軸馬達產生轉動並帶動該第一色輪單元轉動； 禁能該第一主軸馬達；以及 由該控制單元控制相鄰地設置於該第一主軸馬達旁的該磁力鎖定機構，而使該第一主軸馬達因應該磁力鎖定機構所產生的外部磁力而停止轉動； 其中當該第一主軸馬達因應該外部磁力而停止轉動時，該第一色輪單元所具有的透光區域的位置相應於該光源，以提供該光源所產生的光束穿透。
17.如權利要求16所述的色輪鎖定方法，其特徵在於，該第一主軸馬達包含有鎖定磁鐵單元，而該方法包含下列步驟: 由該第一主軸馬達因應受禁能時所具有的轉動慣量而繼續多圈數的轉動； 由該控制單元因應該第一主軸馬達的禁能而使該磁力鎖定機構產生該外部磁力；以及 由該鎖定磁鐵單元因應該外部磁力的相吸以使轉速下降，進而停止轉動。
18.如權利要求16所述的色輪鎖定方法，其特徵在於，該第一主軸馬達包含有一指示標籤和金屬或順磁性材質的鎖定點，而該方法包含下列步驟: 由該第一主軸馬達因應受禁能時所具有的轉動慣量而繼續多圈數的轉動； 由該控制單元因應該第一主軸馬達的禁能而使該指示標籤偵測該鎖定點的至少一轉動周期； 由該控制單元根據該轉動周期計算該鎖定點達到預設轉速時將轉動至預設位置的預計時間，並於該預計時間時使該磁力鎖定機構產生該外部磁力；以及 由該鎖定點因應該外部磁力的吸引而附著於該磁力鎖定機構上，進而停止轉動； 其中該預設位置位於該磁力鎖定機構的前方。
19.如權利要求16所述的色輪鎖定方法，其特徵在於，該第一主軸馬達包含有第一鎖定磁鐵單元，該投影裝置更包含有第二主軸馬達和傳動機構，該磁力鎖定機構包含有產生該外部磁力的第二鎖定磁鐵單元，該傳動機構和該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構作傳動連接，而該方法包含下列步驟: 由該第一主軸馬達因應受禁能時所具有的轉動慣量而繼續多圈數的轉動； 由該控制單元因應該第一主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行第一間距的位移而接近該第一主軸馬達； 由該第一鎖定磁鐵單元因應該第二鎖定磁鐵單元的相吸以使轉速下降，進而停止轉動；以及 由該控制單元因應該第二主軸馬達的禁能而驅動該傳動機構，使得該第二主軸馬達與該磁力鎖定機構進行該第一間距的位移而遠離該第一主軸馬達。
20.如權利要求16所述的色輪鎖定方法，其特徵在於，該方法包含下列步驟: 當該第一主軸馬達呈現出停止轉動且該透光區域的位置未相應或不確定是否相應於該光源時，致能該第一主軸馬達並以預設轉速產生轉動；以及 禁能該第一主軸馬達。
【文檔編號】G03B21/00GK104010175SQ201410217809
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】林奇成 申請人:明基電通有限公司, 明基電通股份有限公司