TWI592733B - 色輪轉速偵測模組 - Google Patents

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陳慶兆
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Description

色輪轉速偵測模組
本案係關於一種轉速偵測模組，尤指一種用於偵測色輪轉速之色輪轉速偵測模組。
傳統之投影裝置例如投影機的光源系統通常有裝設色輪。當可發射一特定波長光束之光源將其光束投射於色輪上時，藉由塗佈於色輪上之單區塊或多區塊之波長轉換材料的轉換，即可將該特定波長之光束轉換成所需波長或顏色之光束輸出。透過輸出光束之合光與顏色的組合，即可產生彩色之投影畫面。
色輪通常具有單一色塊或複數個色塊，且由馬達驅動而轉動，藉此將一特定波長之輸入光束轉換成單一或複數其他波長或顏色之輸出光束而輸出。為了得知輸入光束透過色輪轉換後之輸出光束的顏色與時序的關係，通常會在色輪上設置標記物，並於鄰近對應標記物的位置附近裝設轉速偵測器，藉此當色輪在旋轉時，利用轉速偵測器與標記物對應的訊號變化，即可得知色輪旋轉之轉速。
然而，此種需額外設置標記物之偵測方式使得偵測色輪轉速的方式較為複雜，且當標記物脫落或移位時將無法實現轉速偵測。此外，由於馬達在運作時以及色輪於進行波長轉換時皆為高溫狀態，轉速偵測器會因設置於馬達及色輪附近導致過溫而容易燒壞。
有鑑於此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之色輪轉速偵測模組，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。
本案之目的在於提供一種色輪轉速偵測模組，其光源訊號直接利用色輪之結構來做為偵測色輪轉速之輔助，可無須額外設置標記物，避免標記物脫落或移位而無法實現轉速偵測，可簡化結構，且可避免轉速偵測器因過溫而燒壞。
為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種色輪轉速偵測模組，包含色輪、馬達、轉速偵測器以及處理器。色輪包括第一區塊、至少一第二區塊以及第一表面。馬達與色輪組接，且驅動色輪轉動。轉速偵測器鄰設於色輪且架構於偵測色輪之轉速，其中轉速偵測器包括：發射器，相對於第一表面設置，且架構於色輪轉動時發出光源訊號至色輪之第一區塊或至少一第二區塊上；以及接收器，相對於第一表面設置，且架構於接收光源訊號，並且依據是否接收到光源訊號對應地輸出偵測訊號，其中接收器於接收到至少一第二區塊所反射之光源訊號時對應地輸出偵測訊號，且接收器於光源訊號穿透第一區塊而未接收光源訊號時不輸出偵測訊號。處理器係架構於接收偵測訊號，並依據偵測訊號隨時間之變化取得色輪之轉速。
為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種色輪轉速偵測模組，包含色輪、馬達、轉速偵測器以及處理器。色輪包括第一區塊、至少一第二區塊、第一表面以及第二表面，其中第一表面與第二表面相對。馬達與色輪組接，且驅動色輪轉動。轉速偵測器鄰設於色輪且架構於偵測色輪之轉速，其中轉速偵測器包括：發射器，相對於第一表面設置，且架構於色輪轉動時發出光源訊號至色輪之第一區塊或至少一第二區塊上；以及接收器，相對於第二表面設置，且架構於接收光源訊號，並且依據是否接收到光源訊號對應地輸出偵測訊號，其中接收器於接收到穿透第一區塊之光源訊號時對應地輸出偵測訊號，且接收器於光源訊號被至少一第二區塊反射而未接收光源訊號時不輸出偵測訊號。處理器係架構於接收偵測訊號，並依據偵測訊號隨時間之變化取得色輪之轉速。
1‧‧‧色輪轉速偵測模組
2‧‧‧色輪
21‧‧‧中心處
23‧‧‧第一區塊
24‧‧‧第二區塊
25‧‧‧第一表面
26‧‧‧第二表面
3‧‧‧轉速偵測器
31、34‧‧‧發射器
32、35‧‧‧接收器
6‧‧‧處理器
4‧‧‧馬達
41‧‧‧轉軸
5‧‧‧外殼
51‧‧‧壁面
52‧‧‧透光層
t0-t4、ta、tb‧‧‧時點

第1圖係為本案較佳實施例之色輪轉速偵測模組的側視圖。
第2圖係為本案較佳實施例之色輪轉速偵測模組的前視圖，其中圖式部分省略外殼不繪出。
第3圖係為第1圖所示色輪轉速偵測模組之一變化例的側視圖。
第4A圖及第4B圖分別為轉速偵測器與色輪間利用光源訊號對不同區塊進行偵測之示意圖。
第5圖係為轉速偵測器之接收器與色輪之訊號對應運作之一示範例之時序圖。
第6圖係為本案另一實施例之色輪轉速偵測模組的側視圖。
第7圖係為第6圖之轉速偵測器之接收器與色輪之訊號對應運作之一示範例之時序圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用於限制本案。
第1圖係為本案較佳實施例之色輪轉速偵測模組的側視圖，以及第2圖係為本案較佳實施例之色輪轉速偵測模組的前視圖，其中第2圖之圖示省略外殼不繪出。如第1圖及第2圖所示，本案之色輪轉速偵測模組1包含色輪2、轉速偵測器3、馬達4、外殼5及處理器6，其中，色輪2具有第一區塊23、至少一第二區塊24、第一表面25及第二表面26。第一區塊23及該至少一第二區塊24之第一側係構成第一表面25，第一區塊23及該至少一第二區塊24之第二側係構成第二表面26。馬達4設置於色輪2之中心處21，馬達4具有轉軸41且該轉軸41係與色輪2之中心處21固接，當馬達4運轉時可使轉軸41旋轉，進而帶動色輪2旋轉。轉速偵測器3係鄰設於色輪2且與色輪2之第一表面25相對應設置，轉速偵測器3包括發射器31以及接收器32。發射器31係於色輪2轉動時發出光源訊號至色輪2之第一區塊23或該至少一第二區塊24。接收器32係架構於接收該光源訊號，並且依據是否接收到該光源訊號對應地輸出偵測訊號，其中接收器32於接收到該至少一第二區塊24所反射之該光源訊號時對應地輸出該偵測訊號，且接收器32於該光源訊號穿透第一區塊23而未接收該光源訊號時不輸出該偵測訊號。處理器6係電連接於接收器32，且架構於接收接收器32所傳送之偵測訊號，並依據偵測訊號隨時間的變化計算取得色輪2之轉速。於本實施例中，處理器6係獨立於轉速偵測器3。可替換地，如第3圖所示，處理器6亦可整合設置於轉速偵測器3中。
於本實施例中，色輪2之第一區塊23係為一透明區塊或一鏤空區塊。色輪2可包括一個或複數個第二區塊24，其中該第二區塊24可包括波長轉換材料，例如磷光粉。於一些實施例中，複數個第二區塊24可為包含有不同顏色之波長轉換材料之複數個區塊。轉速偵測器3之發射器31及接收器32可設置於色輪2之同側，且皆與第一表面25相對應設置。須說明的是本發明的概念係使該光源訊號得以穿透過第一區塊23而使接收器32感應不到訊號，而又被第二區塊24上之波長轉換材料至少部分反射而使接收器32得以感應接收到訊號，因此所述光源訊號可以是紅外線光源或是紫外線光源，在上述概念上，發射器31與接收器32可分別為例如但不限於紅外線發射器與紅外線接收器。
請再參閱第1圖及第2圖，於本實施例中，色輪2之第一區塊23實質上可使發射器31所發出之光源訊號穿透，因此接收器32未接收到經過第一區塊23之光源訊號而對應地不產生與不輸出偵測訊號。色輪2之第二區塊24實質上可反射發射器31所發出之光源訊號，接收器32於接收到經由第二區塊24反射之光源訊號後對應地產生與輸出偵測訊號。
第4A圖及第4B圖分別為轉速偵測器與色輪間利用光源訊號對不同區塊進行偵測之示意圖。如第1、2及4A圖所示，當色輪2被馬達4驅動而轉動，且當轉速偵測器3之發射器31發出光源訊號至色輪2之第一表面25上且射向第二區塊24時，光源訊號會被反射，且接收器32於接收到反射之光源訊號後對應地產生與輸出偵測訊號。此外，如第1、2及4B圖所示，當色輪2持續轉動，且當轉速偵測器3之發射器31發出光源訊號至色輪2之第一表面25上且穿透第一區塊23時，光源訊號將穿過色輪2而不會被反射，且接收器32未接收到光源訊號而對應地不產生且不輸出偵測訊號。如此一來，當色輪2定速且持續地旋轉時，接收器32即可週期性地偵測是否有接收到由色輪2之第二區塊24所反射與回饋之光源訊號，亦或接收器32會週期性且間隔地產生與輸出偵測訊號，使處理器6根據偵測訊號隨時間的變化計算取得色輪2的轉速。
第5圖係為轉速偵測器之接收器與色輪之訊號對應運作的一示範例之時序圖。如第1、2、4A、4B及5圖所示，於色輪轉速偵測模組1開始運作時，馬達4會運作而帶動色輪2旋轉，轉速偵測器3之發射器31會發出光源訊號至色輪2之第一表面25且於不同時間掃過第一區塊23及第二區塊24。首先，於初始時點(t0)至第一時點(t1)時，馬達4係運作而帶動色輪2定速旋轉，轉速偵測器3之發射器31係發出光源訊號至色輪2之第一表面25且射向第二區塊24上，於此時段接收器32接收由色輪2之第二區塊24所反射之光源訊號而對應地產生與輸出偵測訊號。於第一時點(t1)至第二時點(t2)時，由於馬達4持續帶動色輪2定速旋轉，使發射器31所發出的光源訊號射向色輪2之第一區塊23上，於此時段發射器31所發出之光源訊號實質上是穿透色輪2之第一區塊23，因此接收器32未接收到反射之光源訊號而對應地不產生與不輸出偵測訊號。於第二時點(t2)至第三時點(t3)時，由於馬達4持續帶動色輪2定速旋轉，使發射器31所發出之光源訊號又會射向色輪2之第二區塊24上，於此時段接收器32又會接收到由色輪2之第二區塊24所反射之光源訊號而對應地產生與輸出偵測訊號。相似地，於第三時點(t3)至第四時點(t4)時，由於馬達4持續帶動色輪2定速旋轉，使發射器31所發出之光源訊號又射向色輪2之第一區塊23上，於此時段發射器31所發出之光源訊號會再次穿透第一區塊23，因此接收器32未接收到反射之光源訊號而對應地不產生與不輸出偵測訊號。因此，轉速偵測器3之接收器32可週期性且間隔地產生與輸出偵測訊號，進而使處理器6根據偵測訊號隨時間週期性變化而計算取得色輪2之轉速。
舉例而言，如第5圖所示，於第一時點(t1)及第三時點(t3)時，由於第一時點(t1)及第三時點(t3)皆為轉速偵測器3之接收器32從接收到光源訊號轉換為未接收到光源訊號，且色輪2旋轉一圈所需的時間為第一時點(t1)至第三時點(t3)之時間差，因此處理器6便可辨識從第一時點(t1)至第三時點(t3)為一個週期，進而計算出色輪2之轉速。換言之，處理器6可依據兩相鄰之該偵測訊號之各末端時間點計算取得色輪2之轉速。
可替換地，於第二時點(t2)及第四時點(t4)時，由於第二時點(t2)及第四時點(t4)皆為轉速偵測器3之接收器32從未接收到光源訊號轉換為接收到光源訊號，且色輪2旋轉一圈所需的時間為第二時點(t2)至第四時點(t4)之時間差，因此處理器6便可辨識從第二時點(t2)至第四時點(t4)為一個週期，而計算出色輪2之轉速。換言之，處理器6可依據兩相鄰之該偵測訊號之各起始時間點計算取得色輪2之轉速。
當然，色輪2之轉速的計算方式並不以前揭實施例為限，於另一些實施例中，如第5圖所示，可先取得第一時點(t1)至第二時點(t2)之中間值，即第A時點(ta)，以及取得第三時點(t3)至第四時點(t4)之中間值，即第B時點(tb)，由於第A時點(ta)至第B時點(tb)係為色輪2旋轉一圈所需的時間，因此處理器6同樣可辨識從第A時點(ta)至第B時點(tb)為一個週期，而計算取得色輪2之轉速。
請再參閱第1圖及第2圖，於本實施例中，殼體5具有壁面51，且殼體5之壁面51具有一透光層52與色輪2對應設置，其中，轉速偵測器3與色輪5係位於該壁面51之兩相對側，且轉速偵測器3實際上是設置在壁面51之外側且與透光層52對應設置，使轉速偵測器3之發射器31所發出之光源訊號經由透光層52而可射向色輪2之第一區塊23或第二區塊24。在本實施例中，透光層52係為一隔熱透光層，因此轉速偵測器3與色輪2及馬達4之間可經由透光層52隔離設置，以減少色輪2及馬達4附近的高溫傳導至轉速偵測器3上，可避免轉速偵測器3因高溫而燒壞。
第6圖係為本案另一實施例之色輪轉速偵測模組的側視圖。如第6圖所示，本實施例之色輪轉速偵測模組1之架構與元件功能係與第1及2圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第1及2圖所示之色輪轉速偵測模組1，本實施例之色輪轉速偵測模組1與第1及2圖所示之色輪轉速偵測模組1不同之處在於，本實施例之轉速偵測器3的發射器34與接收器35係相對應設置，且色輪2位於發射器34與接收器35之間，詳言之，發射器34係與色輪2之第一表面25對應設置，而接收器35係與色輪2之第二表面26對應設置。於本實施例中，當發射器34發出光源訊號至色輪2之第一區塊23上時，由於光源訊號會從第一表面25穿透第一區塊23且從第二表面26射出，因此接收器35會接收到經過第一區塊23之光源訊號而對應地產生與輸出偵測訊號。當發射器34發出光源訊號至色輪2之第二區塊24上時，光源訊號會被第二區塊24反射，因此接收器35未接收到光源訊號而對應地不產生與不輸出偵測訊號。如此一來，當色輪2定速且週期性旋轉時，轉速偵測器3之接收器35即可週期性且間隔地產生與輸出偵測訊號，使處理器6根據偵測訊號隨時間的週期變化計算取得色輪2的轉速。
請參閱第6及7圖並參酌第1及2圖，其中第7圖係為第6圖之轉速偵測器之接收器與色輪之訊號對應運作的一示範例之時序圖。於色輪轉速偵測模組1開始運作時，馬達4會運作而帶動色輪2旋轉，轉速偵測器3之發射器34會發出光源訊號至色輪2之第一表面25且於不同時間掃過第一區塊23及第二區塊24。首先，於初始時點(t0)至第一時點(t1)時，馬達4係運作而帶動色輪2定速旋轉，轉速偵測器3之發射器34係發出光源訊號至色輪2之第一表面25且射向第二區塊24上，於此時段光源訊號會被第二區塊24反射，因此接收器35未接收到光源訊號而對應地不產生與不輸出偵測訊號。於第一時點(t1)至第二時點(t2)時，由於馬達4持續帶動色輪2定速旋轉，發射器34所發出的光源訊號射向色輪2之第一區塊23，於此時段光源訊號將會穿透第一區塊23，因此接收器35會接收到光源訊號而對應地產生與輸出偵測訊號。於第二時點(t2)至第三時點(t3)時，由於馬達4持續帶動色輪2定速旋轉，使發射器34所發出之光源訊號又會射向色輪2之第二區塊24上，於此時段光源訊號會被第二區塊24反射，因此接收器35未接收到光源訊號而對應地不產生與不輸出偵測訊號。於第三時點(t3)至第四時點(t4)時，由於馬達4持續帶動色輪2定速旋轉，使發射器34所發出之光源訊號又射向色輪2之第一區塊23上，於此時段光源訊號又會穿透第一區塊23，因此接收器35再次接收到光源訊號而對應地產生與輸出偵測訊號。因此，轉速偵測器3之接收器35可週期性且間隔地產生與輸出偵測訊號，進而使處理器6根據偵測訊號隨時間的變化計算取得色輪2之轉速。
綜上所述，本案提供一種色輪轉速偵測模組，其直接利用色輪之結構來做為偵測轉速之輔助，可無須額外設置標記物，避免標記物脫落或移位而無法實現轉速偵測，可簡化結構，且可避免轉速偵測器因過溫而燒壞。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
 
1‧‧‧色輪轉速偵測模組
2‧‧‧色輪
25‧‧‧第一表面
26‧‧‧第二表面
3‧‧‧轉速偵測器
31‧‧‧發射器
32‧‧‧接收器
4‧‧‧馬達
41‧‧‧轉軸
5‧‧‧外殼
51‧‧‧壁面
52‧‧‧透光層
6‧‧‧處理器

Claims (10)

  1. 一種色輪轉速偵測模組，包含：
    一色輪，包括一第一區塊、至少一第二區塊以及一第一表面；
    一馬達，與該色輪組接，且驅動該色輪轉動；
    一轉速偵測器，鄰設於該色輪且架構於偵測該色輪之一轉速，其中該轉速偵測器包括：
    一發射器，相對於該第一表面設置，且架構於該色輪轉動時發出一光源訊號至該色輪之該第一區塊或該至少一第二區塊上；以及
    一接收器，相對於該第一表面設置，且架構於接收該光源訊號，並且依據是否接收到該光源訊號對應地輸出一偵測訊號，其中該接收器於接收到該至少一第二區塊所反射之該光源訊號時對應地輸出該偵測訊號，且該接收器於該光源訊號穿透該第一區塊而未接收該光源訊號時不輸出該偵測訊號；以及
    　 一處理器，架構於接收該偵測訊號，並依據該偵測訊號隨時間之變化取得該色輪之該轉速。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之色輪轉速偵測模組，其中該第一區塊為一透明區塊或一鏤空區塊，且該至少一第二區塊包括一波長轉換材料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之色輪轉速偵測模組，其中該處理器係依據兩相鄰之該偵測訊號之各起始時間點取得該色輪之該轉速。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之色輪轉速偵測模組，其中該處理器係依據兩相鄰之該偵測訊號之各末端時間點取得該色輪之該轉速。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之色輪轉速偵測模組，其中該發射器為一紅外線發射器，且該接收器為一紅外線接收器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之色輪轉速偵測模組，其更包括一外殼，該外殼具有一壁面，該壁面具有一透光層，其中該轉速偵測器係透過該透光層與該色輪對應設置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之色輪轉速偵測模組，其中該轉速偵測器設置於該壁面之一側，且該轉速偵測器與色輪位於該壁面之兩相對側。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之色輪轉速偵測模組，其中透光層為一隔熱透光層。
  9. 一種色輪轉速偵測模組，包含：
    一色輪，包括一第一區塊、至少一第二區塊、一第一表面以及一第二表面，其中該第一表面與該第二表面相對；
    一馬達，與該色輪組接，且驅動該色輪轉動；
    一轉速偵測器，鄰設於該色輪且架構於偵測該色輪之一轉速，其中該轉速偵測器包括：
    一發射器，相對於該第一表面設置，且架構於該色輪轉動時發出一光源訊號至該色輪之該第一區塊或該至少一第二區塊上；以及
    一接收器，相對於該第二表面設置，且架構於接收該光源訊號，並且依據是否接收到該光源訊號對應地輸出一偵測訊號，其中該接收器於接收到穿透該第一區塊之該光源訊號時對應地輸出該偵測訊號，且該接收器於該光源訊號被該至少一第二區塊反射而未接收該光源訊號時不輸出該偵測訊號；以及
    　 一處理器，架構於接收該偵測訊號，並依據該偵測訊號隨時間之變化取得該色輪之該轉速。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之色輪轉速偵測模組，其中該第一區塊為一透明區塊或一鏤空區塊，且該至少一第二區塊包括一波長轉換材料。
TW104126494A 2015-08-14 2015-08-14 色輪轉速偵測模組 TWI592733B (zh)

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