专利名称：色轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于投影机以产生彩色连续照明的色轮。本发明还涉及 使用这种色轮的投影机.
背景技术：
前述类型的装置用于其中需要连续快速产生周期性颜色变化的应 用。使用这种装置的光学系统的实例为图片产生装置或显示布置.用 于电视系统的背投影系统或正投影系统是典型应用，
为了产生所需要的快速颜色变化，连续快速地将若干滤色器插入 到光束的光路内.为此目的，使用一种栽体，栽体在其周缘配备有呈 圆形排列的滤光区段.这种排列形成彩色转子，其中区段的若干部分 在径向延伸超过栽体并且形成将要插入到光路内的彩色环。这种彩色 转子绕其中心轴线旋转。通过彩色转子的旋转，过滤器区段交替地插 入到光路内和从光路移除.由此产生所希望的快速颜色变化.为了实 现这种旋转，彩色转子被固定到电机上。彩色转子和电机形成色轮。
由于图片产生装置应当能产生高图片品质，所以必须很快地执行 颜色变化。这意味着滤光部段必须以非常高的速度经过光束的光路移 动。因此，彩色转子的快速旋转是强制性的.结果，由于大于重力加 速度g数百倍的加速度所造成的较大的力作用于彩色转子上并且尤其
作用于敏感的滤光区段上；对于特别高的图片品质而言，这种加速度 可超过1000g.这种图片产生装置应当也满足只有利用强光源才能实现 的非常高的亮度要求。通过这些强光源，该装置相应地经受高达100
*c的高温。
此外，该装置的径向同心度必须高度精确以实现装置的长搮作寿 命。因而在平衡这种色轮时必须格外小心。
但是，只有在能够以非常低的成本产生具有高品质要求的色轮时， 则实现在所谓的低成本显示应用中的广泛运用才是可行的。因而，可 无需应用复杂且昂贵的平衡方法。
在本项技术中已知不同的平衡方法方案静态平衡与动态平衡；
3单平面平衡与双平面平衡.
在经典的静态办法中，使色轮的转子旋转并且测量出不平衡量. 如果转子的质量中心不与旋转轴线重合，那么将总是存在不平衡.这 可通过在远离旋转轴线的某些点处从转子移除质量(负平衡)或通过 在某些点处向转子添加质量(正平衡)来进行校正.
为了执行负平衡，通常在栽体内钻孔。如果在彩色转子保持连接 到电机上时这样做，那么轴承很有可能要经受在移除质量期间它们所 经历的力。也能想到在钻孔之前从电机移除转子，但不利的是，这非 常耗时，因而使得这种平衡方法成本较高.在需要以迭代方式(旋转-第一次校正-旋转-第二次校正……)来执行平衡的情况下尤为如此.
为了执行正平衡，将额外的平衡配重附连到转子上.对于色轮而 言，通常通过将粘合剂块粘附到栽体上来进行这个操作.如果粘合刑 的重量不够，那么使用粘合剂将具有较高密度的其它材料(诸如钢片) 胶合到栽体上.通过这样一个步骤来执行平衡程序需要高度的精确性 和经验，因为粘合刑易于涂抹，流到其不应该到达的转子的部分上。 因而栽体有时包括环形凹槽以接纳粘合刑.但这限制了用于定位平衡
质量的自由度.此外，在使转子再次旋转之前及时发生粘合剂的凝固. 例如，在需要以如上文所述用于负平衡的迭代方法执行平衡的情况下， 这4吏得该方法的成本相当高.
根据在本领域中已知的动态平衡方法，栽体或转子的另一部分包 括容器，该容器具有环形体积以准备接纳平衡质量.在使转子旋转之 前，粘合剂和(若需要，例如)某些金属珠粒被插入到容器内.保持 粘合剂的量足够小从而使得没有完全填充容器.如果旋转这样的组件， 那么粘合剂、以及珠粒(若存在)将自动地流到正确的轴向位置以便 最小化不平衡量.然后需要使粘合剂凝固，必须小心地使粘合刑在旋 转之后以及粘合刑凝固之前和/或凝固期间保持在相同的位置。此处， 由于径向位置是由容器预先预定的，对于平衡质量的位置而言，少了 一个自由度，
到目前为止所述的平衡方法仅参考单平面平衡。这常常是充分的， 尤其是若在转子可良好地近似为薄板且如果旋转速度适中的情况下。
但是，对于包括于色轮中的彩色转子，旋转速度常常在7000rpm到高 达15000 rpm的范围中.在此情况下，单平面平衡有时不再是充分的，并且必须对于与旋转轴线垂直的至少两个明确分开的平面执行平衡.
此处也可采用不同的方案，诸如负平衡、正平衡或动态平衡，伴 有相应方法的所有优点和缺点。
本发明的目的在于提供一种色轮，其允许简化的平衡程序.这种 方法应至少部分地克服在本领域中已知方法的缺点。
发明内容
通过提供一种色轮来满足该目的，这种色轮包括主体，该主体具
有附连到彩色转子上的点式荫革(dot mask).这种点式荫革处于主体 表面中，为了形成点式荫革，将表面结构化，使其包括多个分开的阱 (well)以准备用于接纳平衡质量。该主体附连到彩色转子上使得带有 阱的表面处于与旋转轴线垂直的平面中，
利用包括这样一种点式荫軍的色轮，可以用非常有效的方式来执 行静态正平衡如先前所述，使彩色转子旋转并且测量不平衡量.只 要弄清楚必须将质量添加到转子的什么位置和必须添加多少质量，即 相应地利用诸如粘合剂这样的材料以及利用(若需要的话)利用其它 材料作为补充来填充相应的阱。点式荫軍可包括具有不同大小的阱。 这允许通过填充或部分地填充若干大尺寸阱中的一个或多个来执行粗 略平衡，且然后通过填充或部分地填充若干小尺寸阱中的一个或多个 来执行精细平衡.
图l是根据本发明的第一实施例的色轮， 图2是根据本发明的第二实施例的色轮 的机构.
图3是根据本发明的笫三实施例的色轮 革进行双平面平衡的机构。
具体实施例方式
在下文中借助于附图和作为实例的相对应实施例来解释本发明. 图1示出根据本发明的第一实施例的色轮l。色轮l包括滤光区段 3、 3'、 3"、 3'"、 3""。在此实例中，滤光区段是涂覆有薄膜干涉滤光
，其包括用于双平面平衡 ，其包括基于两个点式荫
5器的、从而用依赖于波长的方式以反映出特征的形式来反射或传输光 的平面玻璃区段.这些滤光区段附连到栽体上.在图中，栽体在滤光 区段下方且因此未示出。滤光区段附连到栽体上使得它们延伸超过栽
体。滤光区段3、 3'、 3"、 3'"、 3""的延伸部分一起形成环形区域，该 环形区域可插入到投影机光束的光路内.在此实例中，环形区域具有 70 mm的外径和40 mm的内径.其它尺寸也是有可能的且将会被使用.
在背向滤光区段3、 3'、 3"、 3'"、 3""的表面处，色轮l包括具有 表面11的主体5,这个主体是外径为40mm的圆盘.在此实施例中， 圆盘具有直径为26mm的中心孔。主体5的厚度为4 mm.在主体5中 实现两种不同大小的阱7、 9，从而使表面ll结构化，较大尺寸的阱7 具有3mm的直径，较小尺寸的阱9具有1 mm的直径。在此实施例中， 所有阱的深度为3mm.如在图l中可以看出，实现了三个不同的多阱 环.最外部的环包括一个较大尺寸阱7和两个较小尺寸阱9的交替布 置。最内部的环包括一个较大尺寸阱7和一个较小尺寸阱9的交替布 置，中等尺寸的阱环仅包括较大尺寸的阱7。
主体5例如由诸如聚碳酸酯这样的塑料材料形成.可借助于注射 模制而以有成本效益的方式来制造主体5.主体5的表面11以及外圆 柱形桶13被黑化(blacken )以保护塑料材料免受意外照射到主体5上 的光影响。
作为可替代方案，阱可由主体中的孔形成，这些孔从主体的一側 穿过主体到另一側.阱的底部例如由滤光区段3、 3'、 3"、 3'"、 3""自 身来实现。对个这个可替代实施例，有可能使阱呈圃锥形，与阱在表 面处的直径相比较，阱在底部处的直径增加.利用这种圃锥形，用于 平衡的粘合剂将由于离心力而主要保留在阱内.
作为可替代方案，主体5可形成滤光区段3、 3"、 3"、 3'"、 3""的 栽体。通过这个办法，主要是主体5来防止滤光区段3、 3'、 3"、 3'"、 3""在旋转期间由于离心力而分离开。主体5现也是栽体，其可由铝形 成为单件，主体5和连接到电机的转子轴线可由单一件形成。
在图1中示出圃柱形阱，阱密度并非尽可能地高，但可以被选择 成尽可能地高。阱的其它截面也是可能的，举例而言，可选择正方形 阱或矩形阱。也可选择蜂窝结构。
本发明的原理也适用于双平面平衡方案.困2示出色轮101,其中可借助于点荫革105、通过用材料来填充点式荫革的选定阱来静态地平 衡一个平面.可通过动态平衡方案来平衡另一个平面.为此目的，提 供容器115的环形内部体积。优选地，在已完成借助于点式荫革的平 衡之后，某些流体被引入到容器115的体积内并使色轮101旋转.即 使是在旋转期间，可能使流体凝固.
图3示出适合于双平衡的实例，其中点式荫革的原理适用于两种 平衡平面，
权利要求
1.一种色轮，其包括彩色转子和用于使所述彩色转子旋转的电机，彩色转子包括载体和附连到所述载体的滤光区段，且滤光区段的各部分一起提供一种适合于插入到光引擎的光路内的环形区域，彩色转子包括第一平衡机构，第一平衡机构包括主体，该主体具备的一个表面提供一种适合于接纳平衡材料的阱的二维矩阵。
2. 根据权利要求1所述的色轮，其中具有提供多个阱的表面的主体 至少是所述栽体的部分。
3. 根据权利要求1或2所述的色轮，其中阱的截面基本上为圃形.
4. 根据权利要求1或2所述的色轮，其中阱的截面基本上为圃形 并且实现两个不同的截面。
5. 根据权利要求1或2所述的色轮，其中该表面为平面表面且该 平面的法线平行于旋转轴线。
6. 根据权利要求1或2所述的色轮，其具有笫二平衡机构，
7. 根据权利要求1或2所述的色轮，其中该表面为平面表面且该 表面的法线平行于旋转轴线，色轮包括在远离第一平衡机构的平面中 的笫二平衡机构。
8. 根据权利要求1或2所述的色轮，其中该表面为平面表面且该 表面的法线平行于旋转轴线，色轮包括在远离第一平衡机构的平面中 的第二平衡机构，第二平衡机构包括另一主体，该另一主体具备的另 一表面提供一种适合于接纳平衡材料的阱的另一个二维矩阵.
全文摘要
本发明涉及色轮，其允许容易地执行平衡。该色轮包括电机和带有载体的彩色转子。滤光区段安装到该载体上。此外，彩色转子包括主体，该主体具有垂直于该转子的旋转轴线的表面。该表面包括孔的二维矩阵，这些孔可用平衡质量来填充。为了平衡彩色转子，其进行旋转。在旋转期间，检测到不平衡量。此外，检测到将要放置平衡质量的位置。在这个位置，向相应孔内填充平衡质量，诸如粘合剂。
文档编号G02B7/00GK101589325SQ200780044891
公开日2009年11月25日 申请日期2007年11月19日 优先权日2006年12月4日
发明者E·贾尼塞克 申请人:奥尔利康贸易股份公司(特吕巴赫)