专利名称：切换系统及其切换方法
技术领域：
本发明有关一种切换系统(switching system)及其切换方法，特别是有关一种具有低程序设计难易度及低成本的切换系统及其切换方法。
背景技术：
在现今的投影系统中，为了提高投影系统的投影画面品质，因而产生一种借由光学组件移动或摆动而使投影出的像素(pixel)发生1/2像素位移的技术，以获得较高的投影画面品质。为了提高投影画面的品质，现今技术是以快速摆动光学组件的方式，并以激光侦测器监控光学组件的摆动位置，以达到准确且快速的定位效果，进而提高投影画面的品质。
请参照图1所示，现有投影系统中所使用的切换系统100是由一反射镜102、一电磁铁104、一弹簧106、一激光侦测器108及一控制器110所构成，其中该控制器110是依据该激光侦测器108所测得的该反射镜102位置而调整该电磁铁104吸引该反射镜102的强弱及频率。此种型式的该切换系统100，由于该控制器110仅依靠该激光侦测器108的侦测结果，调整该电磁铁104的吸引力的强弱，因此该切换系统100是一种封闭型回路(close loop)的切换系统。
然而，由于此种切换系统需经由外接的激光侦测器进行监控，因此需要复杂的回路设计以达到监控的效果。而且为了要处理前述复杂的回路，也需要复杂繁琐的控制程序。因此，此种切换系统的成本相当高昂。
发明内容
因此，本发明的一目的是提出一种切换系统，不需复杂的回路或控制程序，即可准确且迅速地进行切换。
本发明另一目的是提出一种切换系统，以迅速且准确地调整好切换系统的切换频率。
本发明又一目的是提出一种切换系统，可在不需外接其它监控设备的情形下，大幅降低制造及维护成本，且平衡定位的时间也可以大幅缩短，进而大幅提高操作过程中的稳定度。
本发明再一目的是提出一种切换系统的调整方法，以迅速且准确地调整好切换系统的切换频率。
本发明提供一种切换系统，适用于投影系统，包括一光学组件、一电磁开关、一辅助调整结构及一控制电路。该光学组件是用以反射或折射光束，且该电磁开关位于该光学组件的侧边，用以控制该光学组件旋转或移动。该辅助调整结构位于该光学组件上，用以控制该光学组件反向旋转或反向移动。该控制电路耦接于该电磁开关，依据由启始信号所得的该切换系统的一自然频率，调整该电磁开关的开-关信号。
本发明另提供一种切换系统，包括一光学组件、一电磁开关及一控制电路。该光学组件用以反射或折射光束，该电磁开关位于该光学组件上，用以控制该光学组件旋转或移动。该控制电路耦接于该电磁开关，依据由启始信号所得的该切换系统的一自然频率，调整该电磁开关的开-关信号。
前述切换系统中，该光学组件具有两端部，该电磁开关与该辅助调整结构位于该光学组件的同一端或相反两端。前述切换系统还包括一支点，该光学组件是以该支点为中心旋转或移动。而且，该光学组件被该支点区分成两端部，该电磁开关与该辅助调整结构位于该光学组件的同一端或相反两端。
前述切换系统中，该辅助调整结构是一弹簧、一磁铁、一定频电磁开关或一弹性结构体。前述定频电磁开关的频率是可调式或不可调式。该电磁开关是一音感线圈(voice coil)。该控制电路输出一驱动信号，以调整电磁开关的开-关动作，其中该驱动信号是一正弦(sin)波型式信号或一仿正弦波的方波型式信号。
前述切换系统中，该控制电路可由一电阻器、一放大器、一比较器及一控制器所构成。其中，该电阻器与该电磁开关串联，该放大器耦接于该电阻器的两端。该比较器与该放大器耦接，且该控制器与该比较器耦接，分析出该自然频率，并以该自然频率调整电磁开关的开-关信号。
前述切换系统中，该控制电路也可由一电阻器、一前处理器及一后处理器所构成。其中该电阻器与该电磁开关串联，该前处理器耦接于该电阻器的两端，且该后处理器与该前处理器耦接，分析出该自然频率并依据此自然频率调整该电磁开关的开-关信号。该前处理器是一比较器或一放大器，该后处理器是一微处理器。
前述切换系统中，该控制电路也可由一电阻器及一控制器所构成。其中，该电阻器是与该电磁开关串联，该控制器耦接于该电阻器的两端，分析出该自然频率，并以该自然频率调整该电磁开关的开-关信号。
另外，前述控制电路所使用的该控制器是一微处理器。前述控制电路是一开放型回路(open loop)。
本发明再提供一种切换系统的调整方法，提供一起始信号给该切换系统，再取得该切换系统的一自然频率。之后，依据前述自然频率调整切换系统的切换频率。
前述切换系统的调整方法中，取得该切换系统的该自然频率的步骤为取得该切换系统的一电压值与一时间的波形，再自前述波形决定该自然频率。
前述切换系统的调整方法中，取得切换系统的该自然频率的步骤也可以为取得该切换系统的一电压值与一时间的一模拟波形，再转换该模拟波形为一数字波形。之后，自前述数字波形决定该自然频率。
前述切换系统的调整方法中，该起始信号为一单波形信号或包括一似正弦波形的单波形信号。
在本发明的切换系统中，由于是借由取得该切换系统的该自然频率，即可迅速调整且准确地调整好该切换系统的切换频率，因此不需复杂的回路或控制程序，即可准确且迅速地进行切换。
在本发明的切换系统中，由于切换系统是直接借由监控该电磁开关的电压值变化而定位控制，因此不需外接其它监控设备，而可以大幅降低制造及维护成本，且平衡定位的时间也可以大幅缩短，进而大幅提高操作过程中的稳定度。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下
图1是现有的切换系统的示意图。
图2是本发明一较佳实施例的切换系统的示意图。
图3A是本发明切换系统的控制电路的第一实施例的示意图。
图3B是本发明切换系统的控制电路的第二实施例的示意图。
图3C是本发明切换系统的控制电路的第三实施例的示意图。
图4A至图4D是本发明切换系统的其它实施例的示意图。
图5是本发明切换系统的起始电压-时间的坐标图。
具体实施例方式
图2是本发明一较佳实施例的切换系统200的示意图。该切换系统200是由一光学组件(optic component)202、一电磁开关204、一辅助调整结构206及一控制电路208所构成。该切换系统200可适用于投影系统或其它光学系统内。
该光学组件202是用以反射或折射光束，该光学组件202可以为数字微镜装置(Digital Microoptic component Device；DMD)、反射式硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon；LCoS)、穿透式镜片或反射式镜片。该光学组件202的型式可以为平板状、曲面状、半凹形或半凸形。
该电磁开关204位于该光学组件202的侧边，用以控制该光学组件202旋转或移动。该电磁开关204可以为一音感线圈(voice coil)。该电磁开关204的切换频率可以由后述的控制电路所控制。
该辅助调整结构206位于该光学组件202上或直接连接于该光学组件202上，用以提供与该电磁开关204的作用力反向的作用力，以控制该光学组件202反向旋转或反向移动。在本实施例中，该辅助调整结构206是与该电磁开关204一同位于光学组件202的同一侧，且分别位于光学组件202的相反两端上。另外，该辅助调整结构206可以为如图2所示的弹簧、如图4D所示的定频电磁开关212、磁铁或其它弹性结构体或往覆式结构体(oscillatorystructure)。前述定频电磁开关212的频率是可调式的频率或固定的频率。
该控制电路208耦接于该电磁开关204，依据由启始信号所得的该切换系统200的自然频率，调整该电磁开关204的开-关信号。该控制电路208先以一个单波形信号或含有似正弦波形的单波形信号作为起始信号，输入至该切换系统200的该电磁开关204，再量取该切换系统200接受前述起始信号后所产生的电压值与时间的波形。之后，依据此波形分析并决定该切换系统200的自然频率(如图5所示的自然频率f0)。其中，前述波形可以为模拟波形或数字波形。接着，该控制电路208输出一驱动信号至电磁开关204，以调整该电磁开关的开-关动作，其中该驱动信号可以为正弦(sin)波型式信号、方波型式信号、仿正弦波的方波型式信号。另外，该控制电路208可以为一开放型回路(open loop)。由于该控制电路208直接借由监控该电磁开关204的电压值变化而定位控制，因此不需外接其它监控设备。如此，该切换系统200的成本可以大幅降低，且平衡定位的时间也可以大幅缩短，进而大幅提高操作过程中的稳定度。
而且，该控制电路208可以直接以所得的自然频率作为该切换系统200的该电磁开关204切换频率，也可以依据前述所得的自然频率调整该电磁开关204的开-关信号，以使光学组件202可以依据所需旋转或移动。
具体而言，请同时参照图2及图3A所示，该控制电路208的第一实施例是由一电阻器302、一放大器304、一比较器306及一控制器308所构成。其中，该电阻器302与该电磁开关204串联，该放大器304耦接于该电阻器302的两端，且该比较器306与该放大器304耦接。该控制器308与该比较器306耦接，以分析出自然频率并依据自然频率调整该电磁开关204的开-关信号。在此实施例中，该控制电路208借由该放大器304将该电阻器302两端的电位差信号放大并取得电压与时间的波形(如同图5所示的电压与时间的模拟波形)。之后，以该比较器306将前述模拟波形转换成数字波形，再以该控制器308依据前述数字波形分析判断出该切换系统200的自然频率。接着，依据此自然频率调整该电磁开关204的开-关信号，以使该光学组件202旋转或移动。控制器308可以为一微处理器。
在此第一实施例中，由于该电阻器302两端的电压信号被适度放大，且所得的波形也转换成易分析处理的数字波形，因此该控制器308可以简单且迅速地分析出自然频率，进而迅速准确地调整该光学组件202的位置。
另外，请同时参照图2及图3B所示，本发明的控制电路也可以变更为如同图3B所示的第二实施例的控制电路208a。该控制电路208a可以由一电阻器302、一前处理器310及一后处理器312所构成。该前处理器310可以为一比较器或一放大器，该后处理器312可以为一微处理器。
在此第二实施例中，该控制电路208a可以借由该前处理器310取得该电阻器302的电压-时间的模拟波形或数字波形，再以该后处理器312分析判断出该切换系统200的自然频率。接着，依据此自然频率调整该电磁开关204切换频率，以控制该光学组件202动作。
此第二实施例由于组成构件少于第一实施例，因此可以更进一步降低切换系统的成本。
再者，请同时参照图2及图3C所示，本发明的控制电路也可以变更为如同图3C所示的第三实施例的控制电路208b。该控制电路208b可以由一电阻器302及一控制器314所构成，其中控制器314可以为一微处理器。
在此第三实施例中，该控制电路208b是直接借由该控制器314取得该电阻器302的电压-时间的模拟波形或数字波形，并分析判断出该切换系统200的自然频率。接着，依据此自然频率调整该电磁开关204切换频率，以控制该光学组件202动作。
此第三实施例由于组成构件少于第一实施例，因此可以更进一步降低切换系统的成本。
另外，该切换系统200还包括一支点210，该光学组件202是以该支点210为中心旋转或移动。该光学组件202被该支点210区分成两端部。该支点210的型式可视实际的需要而适当的变化。
再者，该光学组件202被该支点210区分成两端部时，该切换系统200内的该电磁开关204与该辅助调整结构206的相关位置，并不限于上述各实施例，也可以为如同图4A所示的电磁开关204与辅助调整结构206位于光学组件202同一端部且电磁开关204位于辅助调整结构206的外侧的切换系统200a、如同图4B所示的电磁开关204与辅助调整结构206位于光学组件202同一端部且辅助调整结构206位于电磁开关204的外侧的切换系统200b、如同图4C所示的电磁开关204与辅助调整结构206位于光学组件202同一端部且分别位于相异侧面的切换系统200c、或是如同图4D所示的电磁开关204与定频电磁开关212位于光学组件202相异端部的切换系统200d。
在本发明的切换系统中，由于是借由取得切换系统的自然频率，即可迅速调整且准确地调整好切换系统的切换频率，因此不需复杂的回路或控制程序，即可准确且迅速地进行切换。
在本发明的切换系统中，由于切换系统是直接借由监控起始的电磁开关的电压值变化而定位控制，因此不需外接其它监控设备，而可以大幅降低制造及维护成本，且平衡定位的时间也可以大幅缩短，进而大幅提高操作过程中的稳定度。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的等效的改变或替换，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种切换系统的调整方法，包括提供一起始信号给该切换系统；取得该切换系统的一自然频率；以及依据该自然频率调整该切换系统的一切换频率。
2.如权利要求1所述的切换系统的调整方法，其特征在于该起始信号为一单波形信号或一似正弦波形。
3.如权利要求1所述的切换系统的调整方法，其特征在于取得该切换系统的该自然频率的步骤还包括取得该切换系统的一电压值与时间的一波形，及自该波形决定该自然频率；以及取得该切换系统的一电压值与时间的一模拟波形，转换该模拟波形为一数字波形，及自该数字波形决定该自然频率。
4.一种切换系统，包括一光学组件，用以反射或折射一光束；一电磁开关，耦合于该光学组件，用以控制该光学组件旋转或移动；以及一控制电路，耦接于该电磁开关，依据由一启始信号所得的该切换系统的一自然频率，调整该电磁开关的开-关信号。
5.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于还包括一支点，该光学组件以该支点为中心旋转或移动。
6.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于该控制电路包括一电阻器，与该电磁开关串联；一放大器，耦接于该电阻器的两端；一比较器，与该放大器耦接；以及一控制器，与该比较器耦接，分析出该自然频率并依据该自然频率调整该电磁开关的开-关信号。
7.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于该控制电路包括一电阻器，与该电磁开关串联；一前处理器，耦接于该电阻器的两端；以及一后处理器，与该前处理器耦接，分析出该自然频率并依据该自然频率调整该电磁开关的开-关信号。
8.如权利要求7所述的切换系统，其特征在于该前处理器为一比较器或一放大器。
9.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于该控制电路包括一电阻器，与该电磁开关串联；以及一控制器，耦接于该电阻器的两端，分析出该自然频率并以该自然频率调整该电磁开关的开-关信号。
10.如权利要求6、7、9之任一项所述的切换系统，其特征在于该控制器或该后处理器为一微处理器。
11.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于该控制电路为一开放型回路，且输出一驱动信号，以调整该电磁开关的开-关动作。
12.如权利要求11所述的切换系统，其特征在于该驱动信号是一正弦波型式信号或一仿正弦波的方波型式信号。
13.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于该光学组件是一数字微镜装置、一反射式硅基液晶、一穿透式镜片或反射式镜片。
14.如权利要求4所述的切换系统，其特征在于还包括一辅助调整结构，对应于该电磁开关而设置，用以控制该光学组件反向旋转或反向移动。
15.如权利要求14所述的切换系统，其特征在于该辅助调整结构是一弹簧、一定频电磁开关、一磁铁或一弹性结构体。
16.如权利要求15所述的切换系统，其特征在于该定频电磁开关的频率是可调式的频率或固定的频率。
全文摘要
一种切换系统，包括光学组件、电磁开关、辅助调整结构及控制电路。光学组件是用以反射或折射光束，且电磁开关位于光学组件的侧面，用以控制光学组件旋转或移动。辅助调整结构位于光学组件上，用以控制光学组件反向旋转或反向移动。控制电路耦接于电磁开关，依据由启始信号所得的切换系统的自然频率，调整电磁开关的开－关信号。
文档编号H01H51/00GK1854795SQ20051006965
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月25日 优先权日2005年4月25日
发明者汪仁智, 张绍雄 申请人:台达电子工业股份有限公司