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Die
Erfindung betrifft ein Farbrad und einen Motor für ein solches, insbesondere
wie sie in einem Projektionssystem verwendet werden.
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Die üblichen
Projektionssysteme werden in drei Typen eingeteilt, nämlich Flüssigkristalldisplay (LCD),
Flüssigkristall
auf Silicium (LCoS) und digitale Lichtverarbeitung. Hierbei zeigt
ein DLP-Prozessor Vorteile hoher Helligkeit, korrekter Farbwiedergabe, kurzer
Ansprechzeit, kein Rauschen sowie leicht und kompakt, so dass er
zu einem der beliebtesten Projektoren wurde.
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Bei
einem DLP-Projektor werden ein digitales Steuerungsverfahren und
ein Reflexionsprinzip verwendet. Als Erstes werden Lichtstrahlen
kollimiert, durch eine Linse gebündelt
und dann durch ein Farbfilter eines Farbrads geschickt. Dann werden
die Lichtstrahlen auf ein digitales Mikrospiegel-Bauteil (DMD =
digital micro-mirror device) projiziert. Da ein DMD über eine
Vielzahl beweglicher Mikrospiegel verfügt, sind Ansteuerungselektroden
erforderlich, um den Kippwinkel und die Ablenkzeit jedes beweglichen
Spiegels zu steuern. Dann können
Lichtstrahlen von einem Bild durch Schalten der Reflexionsrichtungen
dieser Lichtstrahlen projiziert werden.
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Gemäß der 1 verfügt ein herkömmliches Farbrad 1 über einen
Motor 11, ein Farbfilter 12 und eine Abdeckung 13.
Der Motor 11 besteht hauptsächlich aus einem Motormantel 11,
einem Achsgehäuse 112,
einer Befestigungsplatte 113 und einer Wicklung 114.
Das Farbfilter 12 wird als Erstes an der ringförmigen Abdeckung 13 befestigt,
und dann wird diese am Achsgehäuse 112 des
Motors 11 angebracht. In diesem Fall wird das Mittelloch
der Abdeckung 13 mit einem Vorsprung am Achsgehäuse 112 ausgerichtet, und
sie wird an einer ringför migen
Fläche
desselben befestigt. Hierbei besteht das Farbfilter 12 im
Allgemeinen aus ringförmigem
Glas mit mehreren Beschichtungen gewünschter Farbe; andernfalls
kann es aus mehreren fächerförmigen Glasstücken mit Beschichtungen
bestehen. So können,
wenn der Motor 11 betrieben wird, die Abdeckung 13 und
das Farbfilter 12 drehend angetrieben werden.
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Gemäß der 2 zum herkömmlichen
Design wird eine Achse 1131 an der Befestigungsplatte 113 angebracht,
und innerhalb des Achsgehäuses 112 wird
ein Lager 1121 installiert. Wenn die Wicklung 114 des
Motors 11 mit Strom versorgt wird, ändert sich das Magnetfeld innerhalb
desselben fortlaufend, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das
dafür sorgt,
dass sich der Motormantel 111 und das Achsgehäuse 112 des
Motors 11 drehen.
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Damit
das Projektionssystem perfekte Farben zeigt, muss sich das Farbrad
mit einer sehr hohen Drehzahl von über 7200 U/Min. drehen. Daher sind
die Zuverlässigkeit
und das dynamische Gleichgewicht beim Zusammenbau des Motors und
des Farbrads sehr kritisch. Wenn z.B. bei einem sich mit hoher Drehzahl
drehenden Motor oder einem Farbrad ein Ungleichgewicht auftritt,
kann das Farbfilter wegschwingen, und das Farbrad kann Schwingungen,
Geräusche, übermäßige Reibung
und Abrieb zeigen, was zu verkürzter
Lebensdauer des Farbrads und des Motors führt. Jedoch handelt es sich
beim herkömmlichen
Achsgehäuse
um eine Hülse,
und das Achsgehäuse
ist erforderlich, um eine ebene Fläche zum Anbringen des Farbfilters
und der Abdeckung zu schaffen. Diese Konstruktion verfügt über keinerlei
Maßnahme
zum Korrigieren des dynamischen Gleichgewichts des Motors oder des
Farbrads.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbrad und einen Motor
für ein
solches zu schaffen, die über
eine ein fache Konstruktion verfügen
und bei denen eine Korrektur des dynamischen Gleichgewichts ausführbar ist.
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Diese
Aufgabe ist durch den Motor gemäß dem beigefügten Anspruch
1 und die Farbräder
gemäß den beigefügten Ansprüchen 2 und
6 gelöst.
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Der
Motor und das Farbrad gemäß der Erfindung
verfügen über eine Öffnung,
die durch ein Rotor-ausgerichtetes Element abgedeckt ist. So kann durch
den Motormantel und das Rotor-ausgerichtete Element
ein konkaver Abschnitt gebildet werden, der zum Ausführen einer
Korrektur des dynamischen Gleichgewichts, wenn sich der Motor dreht,
verwendet werden kann. Ferner kann, da der genannte konkave Abschnitt
vorhanden ist, in diesem ein zusätzliches
schweres Objekt angebracht werden, damit ein nicht ausgewuchtetes
Farbrad oder ein nicht ausgewuchteter Motor dynamisches Gleichgewicht
erreicht. So können
die herkömmlichen
Probleme gelindert werden, dass das Farbfilter wegschwingt und das
Farbrad Schwingungen, Geräusche
sowie ungeeignete Reibung und Abrieb zeigt. Demgemäß können sich
ein Farbrad und ein Motor gemäß der Erfindung
gleichmäßig drehen,
weswegen sie über
eine lange Lebensdauer verfügen.
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Die
Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
veranschaulichender Ausführungsformen
vollständiger
verständlich
werden.
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1 ist
eine schematische Schnittansicht, die ein herkömmliches Farbrad zeigt;
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2 ist
eine schematische Schnittansicht, die den Motor des herkömmlichen
Farbrads zeigt;
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Motor gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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4 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Motor gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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5 bis 10 sind
schematische Schnittansichten, die jeweils ein Farbrad gemäß verschiedenen
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung zeigen.
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In
den Zeichnungen sind gleiche Elemente jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Gemäß der 3 verfügt ein Motor 21 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform über einen Motormantel 211,
ein Rotor-ausgerichtetes
Element 212 sowie eine Achse 213. Die Achse 213 ist
vertikal am Rotor-ausgerichteten Element 212 installiert.
Der Motormantel 211 verfügt über eine Öffnung 2111 in der
Richtung der Achse 213. Das Rotor-ausgerichtete Element 212 und
die Achse 213 sind innerhalb des Motormantels 211 angeordnet.
Das Rotor-ausgerichtete Element 212 bedeckt die Öffnung 2111,
so dass es und der Motormantel 211 einen konkaven Abschnitt 2112 bilden.
Wenn der Motor 21 mit Strom versorgt wird, ändert sich
ein Magnetfeld innerhalb desselben fortlaufend, um ein rotierendes
Magnetfeld zu erzeugen, das für
eine Drehung der Achse 213 und des Rotor-ausgerichteten
Elements 212 sorgt, um den Motormantel 211 drehend
anzutreiben. Wenn der Motor 21 einem Auswuchttest unterzogen wird
und ein Ungleichgewichtseffekt auftritt, kann im konkaven Abschnitt 2112 ein
schweres Objekt 30 angeordnet werden, um ein Auswuchten
auszuführen. Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind das Rotor-ausgerichtete Element 212 und der Motormantel 211 eng
verkeilt. Sie können
aber auch z.B. aneinandergeklebt oder miteinander vernietet werden.
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Gemäß der 4 verfügt ein Motor 31 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform über einen Motormantel 311,
ein Rotor-ausgerichtetes
Element 312 sowie eine Achse 313. Die Achse 313 ist
vertikal am Rotor-ausgerichteten Element 312 installiert.
Der Motormantel 311 verfügt über eine Öffnung 3111 in der
Richtung der Achse 313. Das Rotor-ausgerichtete Element 312 und
die Achse 313 sind innerhalb des Motormantels 311 angeordnet.
Das Rotor-ausgerichtete Element 312 bedeckt die Öffnung 3111,
so dass es und der Motormantel 311 einen konkaven Abschnitt 3112 bilden.
Wenn der Motor 31 mit Strom versorgt wird, ändert sich
ein Magnetfeld innerhalb desselben fortlaufend, um ein rotierendes
Magnetfeld zu erzeugen, das für
eine Drehung der Achse 313 und des Rotor-ausgerichteten
Elements 312 sorgt, um den Motormantel 311 drehend
anzutreiben. Wenn der Motor 31 einem Auswuchttest unterzogen wird
und ein Ungleichgewichtseffekt auftritt, kann im konkaven Abschnitt 3112 ein
schweres Objekt 30 angeordnet werden, um ein Auswuchten
auszuführen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
unterscheidet sich das Rotor-ausgerichtete Element 312 hinsichtlich
der Form ein wenig vom Rotor-ausgerichteten Element 212 der
vorigen Ausführungsform
gemäß der 3.
Spezieller unterscheidet sich die Konfiguration dieser Ausführungsform
von der vorigen dann, wenn das Rotor-ausgerichtete Element 312 innerhalb
des Motormantels 311 angeordnet ist. Dabei sind das Rotor-ausgerichtete
Element 312 und der Motormantel 311 eng miteinander
verkeilt. Jedoch können
sie auch z.B. miteinander verklebt oder vernietet sein.
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Das
Farbrad 2 gemäß der in
der 5 dargestellten Ausführungsform verfügt über den
bereits erläuterten
Motor 21 und ein Farbfilter 22. Das Farbfilter 22 ist
auf der mit dem konkaven Abschnitt 2112 versehenen Fläche 2113 des
Motors 21 angeordnet. Im vorliegenden Fall sind das Farbfilter 22 und das Rotor-ausgerichtete
Element 212 parallel ausgerichtet. Wenn der Motor 21 mit
Strom versorgt wird, drehen sich die Achse 213 und das
Rotor-ausgerichtete Element 212, wodurch der Motormantel 211 und
mit ihm das Farbfilter 22 drehend angetrieben werden. Wenn
während
eines Auswuchttests des Farbfilters 22 ein Ungleichgewichtseffekt
auftritt, kann im konkaven Abschnitt 2112 ein schweres
Objekt 30 angebracht werden, um ein Auswuchten auszuführen.
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Für die Befestigung
des Rotor-ausgerichteten Elements 212 und des Motormantels 211 gilt
das bereits Ausgeführte.
Das Farbfilter 22 der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einem
ringförmigen,
transparenten Substrat mit mehreren Beschichtungen für Sektoren
der Farben rot, grün
und blau oder rot, grün,
blau und weiß.
Es könnte
auch aus fächerförmigen Glasstücken mit
mehreren Beschichtungen bestehen. Die Abmessung des Mittellochs dieses
ringförmigen
Farbfilters kann entsprechend den Erfordernissen eingestellt werden.
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Die
in der 6 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Farbrads 2 verfügt über eine
Abdeckung 23, die auf dem Farbfilter 22 angeordnet
ist. Somit ist das Farbfilter 22 zwischen der Abdeckung 23 und
dem Motor 21 angeordnet. Aufgrund der Abdeckung 23 können das
Farbfilter 22 und der Motor 21 enger zusammengebaut
werden. Die Abdeckung 23 kann auch eine Befestigungsschablone
bilden, wenn das Farbfilter 22 an der genannten Fläche 2113 des
Motors 21 angebracht wird.
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Die
in der 7 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Farbrads 3 verfügt über den
anhand der 4 erläuterten Motor 31 und ein
Farbfilter 32. Das Farbfilter 32 ist auf der mit
dem konkaven Abschnitt 3112 versehenen Fläche 3113 des
Motors 31 angebracht. Dabei sind das Farbfilter 32 und
das Rotor-ausgerichtete Element 312 parallel ausgerichtet.
Wenn der Motor 31 mit Strom versorgt wird, drehen sich
die Achse 313 und das Rotor-ausgerichtete Element 312,
wodurch der Motormantel 311 und das Farbfilter 32 drehend
angetrieben werden. Wenn während
eines Auswuchttests des Farbrads 3 ein Ungleichgewichtseffekt
auftritt, kann im konkaven Abschnitt 3112 ein schweres
Objekt 30 zum Auswuchten, also als Gleichgewichtskorrektur, angebracht
werden.
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Für die Befestigung
des Rotor-ausgerichteten Elements 312 und des Motormantels 311 aneinander
sowie die Ausbildung des Farbfilters 32 gilt dasjenige
entsprechend, was zur anhand der 5 erläuterten
Ausführungsform
ausgeführt
wurde. Weiterhin kann, wie es in der 8 dargestellt
ist, eine Abdeckung 33 vorhanden sein, die der Abdeckung 23 bei
der anhand der 6 erläuterten Ausführungsform
entspricht, so dass auf die dortigen Angaben verwiesen wird.
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Gemäß der 9 verfügt ein Farbrad 4 gemäß noch einer
anderen Ausführungsform über einen
Motor 41 und ein Farbfilter 42. Der Motor 41 verfügt über einen
Motormantel 411 und eine Achse 412. Der Motormantel 411 ist
einstückig
ausgebildet, und er verfügt über einen
konkaven Abschnitt 4111 in Richtung der Achse 412.
Der konkave Abschnitt 4111 verfügt über eine Bodenfläche 4112 orthogonal
zur Richtung der Achse 412. Die Achse 412 ist
an einer Seite der Bodenfläche 4112 vertikal
installiert, wobei sie dem Inneren des Motormantels 411 zugewandt ist.
Das Farbfilter 42 ist auf der mit dem konkaven Abschnitt 4111 versehenen
Fläche 4113 des
Motors 411 angebracht. Wenn der Motor 41 mit Strom
versorgt wird, dreht sich die Achse 412, um den Motormantel 411 und
das Farbfilter 42 drehend anzutreiben. Wenn während eines
Auswuchttests des Farbrads 4 ein Ungleichgewichtseffekt
auftritt, kann im konkaven Abschnitt 4111 ein schweres
Objekt 30 angebracht werden, um ein Auswuchten auszuführen.
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Für den Aufbau
des Farbfilters 42 gilt das, was zum Farbfilter 22 ausgeführt wurde.
Ferner kann das Farbrad 4 der vorliegenden Ausführungsform über eine
auf dem Farbfilter 42 angeordnete Abdeckung 23 verfügen, wie
es in der 10 dargestellt ist, die der
anhand der 6 erläuterten Abdeckung 23 entspricht,
so dass auf die dortigen Angaben verwiesen wird.
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Wie
oben angegeben, verfügen
das Farbrad und der Motor gemäß der Erfindung über eine Öffnung,
die durch ein Rotor-ausgerichtetes Element abgedeckt ist. So kann
durch den Motormantel und das Rotor-ausgerichtete Element ein konkaver
Abschnitt gebildet werden, der zum Ausführen einer dynamischen Gleichgewichtskorrektur,
wenn sich der Motor dreht, verwendet werden kann. Dazu kann z.B. ein
zusätzliches
schweres Objekt im konkaven Abschnitt angeordnet werden, um das
Farbrad oder den Motor auszuwuchten. So können die herkömmlichen Probleme
eines Wegschwingens des Farbfilters und von Schwingungen, Geräuschen sowie
unerwünschter
Reibung und Abrieb des Farbrads verbessert werden. Daher können sich
das Farbrad und der Motor gemäß der Erfindung
gleichmäßig und
mit langer Lebensdauer drehen. Im Vergleich zum Stand der Technik
verfügen
das Farbrad und der Motor gemäß der Erfindung
nicht über
das herkömmliche
Achsgehäuse,
so dass Farbfilter verwendet werden können, deren Mittellöcher verschiedene
Abmessungen aufweisen, ohne dass eine Einschränkung durch den Vorsprung des
herkömmlichen
Achsgehäuses
bestünde. Außerdem dient
der konkave Abschnitt bei der Erfindung nicht nur zum Aufnehmen
eines schweren Objekts beim Auswuchten, sondern auch z.B. zum Einfüllen eines
Klebers zum Erhöhen
der Haftfestigkeit zwischen dem Farbfilter und dem Motormantel,
was die Wahrscheinlichkeit eines sich lösenden Farbfilters verringert.
Der konkave Abschnitt kann auch überschüssigen Kleber
aufnehmen, um zu verhindern, dass das Farbfilter durch solchen verschmutzt wird.
Wenn die genannte Abde ckung zusätzlich
vorhanden ist, kann der Zusammenbau zwischen dem Farbfilter und
dem Motormantel verstärkt
werden, und die Ausrichtung des Farbfilters kann unterstützt werden.
So lassen sich das Farbfilter und der Motor gemäß der Erfindung hinsichtlich
der Glasteile zuverlässiger
zusammenbauen, es existiert mehr Raum zum Ausführen eines Auswuchtens, und
die Lebensdauer ist verlängert.