專利名稱：色輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于投影機以產生彩色連續(xù)照明的色輪。本發(fā)明還涉及 使用這種色輪的投影機.
背景技術：
前述類型的裝置用于其中需要連續(xù)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(tǒng)的實例為圖片產生裝置或顯示布置.用 于電視系統(tǒng)的背投影系統(tǒng)或正投影系統(tǒng)是典型應用，
為了產生所需要的快速顏色變化，連續(xù)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(qū)段.這種排列形成彩色轉子，其中區(qū)段的若干部分 在徑向延伸超過栽體并且形成將要插入到光路內的彩色環(huán)。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(qū)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(xiàn)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。
由于圖片產生裝置應當能產生高圖片品質，所以必須很快地執(zhí)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，由于大于重力加 速度g數(shù)百倍的加速度所造成的較大的力作用于彩色轉子上并且尤其
作用于敏感的濾光區(qū)段上；對于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(xiàn) 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(xiàn)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(xiàn)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 無需應用復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(tài)平衡與動態(tài)平衡；
3單平面平衡與雙平面平衡.
在經典的靜態(tài)辦法中，使色輪的轉子旋轉并且測量出不平衡量. 如果轉子的質量中心不與旋轉軸線重合，那么將總是存在不平衡.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(zhí)行負平衡，通常在栽體內鉆孔。如果在彩色轉子保持連接 到電機上時這樣做，那么軸承很有可能要經受在移除質量期間它們所 經歷的力。也能想到在鉆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(zhí)行平衡的情況下尤為如此.
為了執(zhí)行正平衡，將額外的平衡配重附連到轉子上.對于色輪而 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，那么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(zhí)行平衡程序需要高度的精確性 和經驗，因為粘合刑易于涂抹，流到其不應該到達的轉子的部分上。 因而栽體有時包括環(huán)形凹槽以接納粘合刑.但這限制了用于定位平衡
質量的自由度.此外，在使轉子再次旋轉之前及時發(fā)生粘合劑的凝固. 例如，在需要以如上文所述用于負平衡的迭代方法執(zhí)行平衡的情況下， 這4吏得該方法的成本相當高.
根據(jù)在本領域中已知的動態(tài)平衡方法，栽體或轉子的另一部分包 括容器，該容器具有環(huán)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， 那么粘合劑、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.然后需要使粘合劑凝固，必須小心地使粘合刑在旋 轉之后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， 由于徑向位置是由容器預先預定的，對于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，對于包括于色輪中的彩色轉子，旋轉速度常常在7000rpm到高 達15000 rpm的范圍中.在此情況下，單平面平衡有時不再是充分的，并且必須對于與旋轉軸線垂直的至少兩個明確分開的平面執(zhí)行平衡.
此處也可采用不同的方案，諸如負平衡、正平衡或動態(tài)平衡，伴 有相應方法的所有優(yōu)點和缺點。
本發(fā)明的目的在于提供一種色輪，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(fā)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).這種點式蔭革處于主體 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)以準備用于接納平衡質量。該主體附連到彩色轉子上使得帶有 阱的表面處于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(zhí) 行靜態(tài)正平衡如先前所述，使彩色轉子旋轉并且測量不平衡量.只 要弄清楚必須將質量添加到轉子的什么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(zhí)行粗 略平衡，且然后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(zhí)行精細平衡.


圖l是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的色輪， 圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的色輪 的機構.
圖3是根據(jù)本發(fā)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
在下文中借助于附圖和作為實例的相對應實施例來解釋本發(fā)明. 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的色輪l。色輪l包括濾光區(qū)段 3、 3'、 3"、 3'"、 3""。在此實例中，濾光區(qū)段是涂覆有薄膜干涉濾光
，其包括用于雙平面平衡 ，其包括基于兩個點式蔭
5器的、從而用依賴于波長的方式以反映出特征的形式來反射或傳輸光 的平面玻璃區(qū)段.這些濾光區(qū)段附連到栽體上.在圖中，栽體在濾光 區(qū)段下方且因此未示出。濾光區(qū)段附連到栽體上使得它們延伸超過栽
體。濾光區(qū)段3、 3'、 3"、 3'"、 3""的延伸部分一起形成環(huán)形區(qū)域，該 環(huán)形區(qū)域可插入到投影機光束的光路內.在此實例中，環(huán)形區(qū)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(qū)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(xiàn)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(xiàn)了三個不同的多阱 環(huán).最外部的環(huán)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(huán)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(huán)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.可借助于注射 模制而以有成本效益的方式來制造主體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(qū)段3、 3'、 3"、 3'"、 3""自 身來實現(xiàn)。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，用于 平衡的粘合劑將由于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(qū)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(qū)段3、 3'、 3"、 3'"、 3""在旋轉期間由于離心力而分離開。主體5現(xiàn)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，阱密度并非盡可能地高，但可以被選擇 成盡可能地高。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(fā)明的原理也適用于雙平面平衡方案.困2示出色輪101,其中可借助于點蔭革105、通過用材料來填充點式蔭革的選定阱來靜態(tài)地平 衡一個平面.可通過動態(tài)平衡方案來平衡另一個平面.為此目的，提 供容器115的環(huán)形內部體積。優(yōu)選地，在已完成借助于點式蔭革的平 衡之后，某些流體被引入到容器115的體積內并使色輪101旋轉.即 使是在旋轉期間，可能使流體凝固.
圖3示出適合于雙平衡的實例，其中點式蔭革的原理適用于兩種 平衡平面，
權利要求
1.一種色輪，其包括彩色轉子和用于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(qū)段，且濾光區(qū)段的各部分一起提供一種適合于插入到光引擎的光路內的環(huán)形區(qū)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于接納平衡材料的阱的二維矩陣。
2. 根據(jù)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(jù)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(jù)權利要求1或2所述的色輪，其中阱的截面基本上為圃形 并且實現(xiàn)兩個不同的截面。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的色輪，其中該表面為平面表面且該 平面的法線平行于旋轉軸線。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的色輪，其具有笫二平衡機構，
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的色輪，其中該表面為平面表面且該 表面的法線平行于旋轉軸線，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(jù)權利要求1或2所述的色輪，其中該表面為平面表面且該 表面的法線平行于旋轉軸線，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于接納平衡材料的阱的另一個二維矩陣.
全文摘要
本發(fā)明涉及色輪，其允許容易地執(zhí)行平衡。該色輪包括電機和帶有載體的彩色轉子。濾光區(qū)段安裝到該載體上。此外，彩色轉子包括主體，該主體具有垂直于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(yōu)先權日2006年12月4日
發(fā)明者E·賈尼塞克 申請人:奧爾利康貿易股份公司(特呂巴赫)