專利名稱：切換系統(tǒng)及其切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種切換系統(tǒng)(switching system)及其切換方法，特別是有關(guān)一種具有低程序設(shè)計難易度及低成本的切換系統(tǒng)及其切換方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的投影系統(tǒng)中，為了提高投影系統(tǒng)的投影畫面品質(zhì)，因而產(chǎn)生一種借由光學(xué)組件移動或擺動而使投影出的像素(pixel)發(fā)生1/2像素位移的技術(shù)，以獲得較高的投影畫面品質(zhì)。為了提高投影畫面的品質(zhì)，現(xiàn)今技術(shù)是以快速擺動光學(xué)組件的方式，并以激光偵測器監(jiān)控光學(xué)組件的擺動位置，以達到準確且快速的定位效果，進而提高投影畫面的品質(zhì)。
請參照圖1所示，現(xiàn)有投影系統(tǒng)中所使用的切換系統(tǒng)100是由一反射鏡102、一電磁鐵104、一彈簧106、一激光偵測器108及一控制器110所構(gòu)成，其中該控制器110是依據(jù)該激光偵測器108所測得的該反射鏡102位置而調(diào)整該電磁鐵104吸引該反射鏡102的強弱及頻率。此種型式的該切換系統(tǒng)100，由于該控制器110僅依靠該激光偵測器108的偵測結(jié)果，調(diào)整該電磁鐵104的吸引力的強弱，因此該切換系統(tǒng)100是一種封閉型回路(close loop)的切換系統(tǒng)。
然而，由于此種切換系統(tǒng)需經(jīng)由外接的激光偵測器進行監(jiān)控，因此需要復(fù)雜的回路設(shè)計以達到監(jiān)控的效果。而且為了要處理前述復(fù)雜的回路，也需要復(fù)雜繁瑣的控制程序。因此，此種切換系統(tǒng)的成本相當(dāng)高昂。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的是提出一種切換系統(tǒng)，不需復(fù)雜的回路或控制程序，即可準確且迅速地進行切換。
本發(fā)明另一目的是提出一種切換系統(tǒng)，以迅速且準確地調(diào)整好切換系統(tǒng)的切換頻率。
本發(fā)明又一目的是提出一種切換系統(tǒng)，可在不需外接其它監(jiān)控設(shè)備的情形下，大幅降低制造及維護成本，且平衡定位的時間也可以大幅縮短，進而大幅提高操作過程中的穩(wěn)定度。
本發(fā)明再一目的是提出一種切換系統(tǒng)的調(diào)整方法，以迅速且準確地調(diào)整好切換系統(tǒng)的切換頻率。
本發(fā)明提供一種切換系統(tǒng)，適用于投影系統(tǒng)，包括一光學(xué)組件、一電磁開關(guān)、一輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)及一控制電路。該光學(xué)組件是用以反射或折射光束，且該電磁開關(guān)位于該光學(xué)組件的側(cè)邊，用以控制該光學(xué)組件旋轉(zhuǎn)或移動。該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)位于該光學(xué)組件上，用以控制該光學(xué)組件反向旋轉(zhuǎn)或反向移動。該控制電路耦接于該電磁開關(guān)，依據(jù)由啟始信號所得的該切換系統(tǒng)的一自然頻率，調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
本發(fā)明另提供一種切換系統(tǒng)，包括一光學(xué)組件、一電磁開關(guān)及一控制電路。該光學(xué)組件用以反射或折射光束，該電磁開關(guān)位于該光學(xué)組件上，用以控制該光學(xué)組件旋轉(zhuǎn)或移動。該控制電路耦接于該電磁開關(guān)，依據(jù)由啟始信號所得的該切換系統(tǒng)的一自然頻率，調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
前述切換系統(tǒng)中，該光學(xué)組件具有兩端部，該電磁開關(guān)與該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)位于該光學(xué)組件的同一端或相反兩端。前述切換系統(tǒng)還包括一支點，該光學(xué)組件是以該支點為中心旋轉(zhuǎn)或移動。而且，該光學(xué)組件被該支點區(qū)分成兩端部，該電磁開關(guān)與該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)位于該光學(xué)組件的同一端或相反兩端。
前述切換系統(tǒng)中，該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)是一彈簧、一磁鐵、一定頻電磁開關(guān)或一彈性結(jié)構(gòu)體。前述定頻電磁開關(guān)的頻率是可調(diào)式或不可調(diào)式。該電磁開關(guān)是一音感線圈(voice coil)。該控制電路輸出一驅(qū)動信號，以調(diào)整電磁開關(guān)的開-關(guān)動作，其中該驅(qū)動信號是一正弦(sin)波型式信號或一仿正弦波的方波型式信號。
前述切換系統(tǒng)中，該控制電路可由一電阻器、一放大器、一比較器及一控制器所構(gòu)成。其中，該電阻器與該電磁開關(guān)串聯(lián)，該放大器耦接于該電阻器的兩端。該比較器與該放大器耦接，且該控制器與該比較器耦接，分析出該自然頻率，并以該自然頻率調(diào)整電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
前述切換系統(tǒng)中，該控制電路也可由一電阻器、一前處理器及一后處理器所構(gòu)成。其中該電阻器與該電磁開關(guān)串聯(lián)，該前處理器耦接于該電阻器的兩端，且該后處理器與該前處理器耦接，分析出該自然頻率并依據(jù)此自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。該前處理器是一比較器或一放大器，該后處理器是一微處理器。
前述切換系統(tǒng)中，該控制電路也可由一電阻器及一控制器所構(gòu)成。其中，該電阻器是與該電磁開關(guān)串聯(lián)，該控制器耦接于該電阻器的兩端，分析出該自然頻率，并以該自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
另外，前述控制電路所使用的該控制器是一微處理器。前述控制電路是一開放型回路(open loop)。
本發(fā)明再提供一種切換系統(tǒng)的調(diào)整方法，提供一起始信號給該切換系統(tǒng)，再取得該切換系統(tǒng)的一自然頻率。之后，依據(jù)前述自然頻率調(diào)整切換系統(tǒng)的切換頻率。
前述切換系統(tǒng)的調(diào)整方法中，取得該切換系統(tǒng)的該自然頻率的步驟為取得該切換系統(tǒng)的一電壓值與一時間的波形，再自前述波形決定該自然頻率。
前述切換系統(tǒng)的調(diào)整方法中，取得切換系統(tǒng)的該自然頻率的步驟也可以為取得該切換系統(tǒng)的一電壓值與一時間的一模擬波形，再轉(zhuǎn)換該模擬波形為一數(shù)字波形。之后，自前述數(shù)字波形決定該自然頻率。
前述切換系統(tǒng)的調(diào)整方法中，該起始信號為一單波形信號或包括一似正弦波形的單波形信號。
在本發(fā)明的切換系統(tǒng)中，由于是借由取得該切換系統(tǒng)的該自然頻率，即可迅速調(diào)整且準確地調(diào)整好該切換系統(tǒng)的切換頻率，因此不需復(fù)雜的回路或控制程序，即可準確且迅速地進行切換。
在本發(fā)明的切換系統(tǒng)中，由于切換系統(tǒng)是直接借由監(jiān)控該電磁開關(guān)的電壓值變化而定位控制，因此不需外接其它監(jiān)控設(shè)備，而可以大幅降低制造及維護成本，且平衡定位的時間也可以大幅縮短，進而大幅提高操作過程中的穩(wěn)定度。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖進行詳細說明如下


圖1是現(xiàn)有的切換系統(tǒng)的示意圖。
圖2是本發(fā)明一較佳實施例的切換系統(tǒng)的示意圖。
圖3A是本發(fā)明切換系統(tǒng)的控制電路的第一實施例的示意圖。
圖3B是本發(fā)明切換系統(tǒng)的控制電路的第二實施例的示意圖。
圖3C是本發(fā)明切換系統(tǒng)的控制電路的第三實施例的示意圖。
圖4A至圖4D是本發(fā)明切換系統(tǒng)的其它實施例的示意圖。
圖5是本發(fā)明切換系統(tǒng)的起始電壓-時間的坐標圖。
具體實施例方式
圖2是本發(fā)明一較佳實施例的切換系統(tǒng)200的示意圖。該切換系統(tǒng)200是由一光學(xué)組件(optic component)202、一電磁開關(guān)204、一輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206及一控制電路208所構(gòu)成。該切換系統(tǒng)200可適用于投影系統(tǒng)或其它光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)。
該光學(xué)組件202是用以反射或折射光束，該光學(xué)組件202可以為數(shù)字微鏡裝置(Digital Microoptic component Device；DMD)、反射式硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon；LCoS)、穿透式鏡片或反射式鏡片。該光學(xué)組件202的型式可以為平板狀、曲面狀、半凹形或半凸形。
該電磁開關(guān)204位于該光學(xué)組件202的側(cè)邊，用以控制該光學(xué)組件202旋轉(zhuǎn)或移動。該電磁開關(guān)204可以為一音感線圈(voice coil)。該電磁開關(guān)204的切換頻率可以由后述的控制電路所控制。
該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206位于該光學(xué)組件202上或直接連接于該光學(xué)組件202上，用以提供與該電磁開關(guān)204的作用力反向的作用力，以控制該光學(xué)組件202反向旋轉(zhuǎn)或反向移動。在本實施例中，該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206是與該電磁開關(guān)204一同位于光學(xué)組件202的同一側(cè)，且分別位于光學(xué)組件202的相反兩端上。另外，該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206可以為如圖2所示的彈簧、如圖4D所示的定頻電磁開關(guān)212、磁鐵或其它彈性結(jié)構(gòu)體或往覆式結(jié)構(gòu)體(oscillatorystructure)。前述定頻電磁開關(guān)212的頻率是可調(diào)式的頻率或固定的頻率。
該控制電路208耦接于該電磁開關(guān)204，依據(jù)由啟始信號所得的該切換系統(tǒng)200的自然頻率，調(diào)整該電磁開關(guān)204的開-關(guān)信號。該控制電路208先以一個單波形信號或含有似正弦波形的單波形信號作為起始信號，輸入至該切換系統(tǒng)200的該電磁開關(guān)204，再量取該切換系統(tǒng)200接受前述起始信號后所產(chǎn)生的電壓值與時間的波形。之后，依據(jù)此波形分析并決定該切換系統(tǒng)200的自然頻率(如圖5所示的自然頻率f0)。其中，前述波形可以為模擬波形或數(shù)字波形。接著，該控制電路208輸出一驅(qū)動信號至電磁開關(guān)204，以調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)動作，其中該驅(qū)動信號可以為正弦(sin)波型式信號、方波型式信號、仿正弦波的方波型式信號。另外，該控制電路208可以為一開放型回路(open loop)。由于該控制電路208直接借由監(jiān)控該電磁開關(guān)204的電壓值變化而定位控制，因此不需外接其它監(jiān)控設(shè)備。如此，該切換系統(tǒng)200的成本可以大幅降低，且平衡定位的時間也可以大幅縮短，進而大幅提高操作過程中的穩(wěn)定度。
而且，該控制電路208可以直接以所得的自然頻率作為該切換系統(tǒng)200的該電磁開關(guān)204切換頻率，也可以依據(jù)前述所得的自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)204的開-關(guān)信號，以使光學(xué)組件202可以依據(jù)所需旋轉(zhuǎn)或移動。
具體而言，請同時參照圖2及圖3A所示，該控制電路208的第一實施例是由一電阻器302、一放大器304、一比較器306及一控制器308所構(gòu)成。其中，該電阻器302與該電磁開關(guān)204串聯(lián)，該放大器304耦接于該電阻器302的兩端，且該比較器306與該放大器304耦接。該控制器308與該比較器306耦接，以分析出自然頻率并依據(jù)自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)204的開-關(guān)信號。在此實施例中，該控制電路208借由該放大器304將該電阻器302兩端的電位差信號放大并取得電壓與時間的波形(如同圖5所示的電壓與時間的模擬波形)。之后，以該比較器306將前述模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形，再以該控制器308依據(jù)前述數(shù)字波形分析判斷出該切換系統(tǒng)200的自然頻率。接著，依據(jù)此自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)204的開-關(guān)信號，以使該光學(xué)組件202旋轉(zhuǎn)或移動?？刂破?08可以為一微處理器。
在此第一實施例中，由于該電阻器302兩端的電壓信號被適度放大，且所得的波形也轉(zhuǎn)換成易分析處理的數(shù)字波形，因此該控制器308可以簡單且迅速地分析出自然頻率，進而迅速準確地調(diào)整該光學(xué)組件202的位置。
另外，請同時參照圖2及圖3B所示，本發(fā)明的控制電路也可以變更為如同圖3B所示的第二實施例的控制電路208a。該控制電路208a可以由一電阻器302、一前處理器310及一后處理器312所構(gòu)成。該前處理器310可以為一比較器或一放大器，該后處理器312可以為一微處理器。
在此第二實施例中，該控制電路208a可以借由該前處理器310取得該電阻器302的電壓-時間的模擬波形或數(shù)字波形，再以該后處理器312分析判斷出該切換系統(tǒng)200的自然頻率。接著，依據(jù)此自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)204切換頻率，以控制該光學(xué)組件202動作。
此第二實施例由于組成構(gòu)件少于第一實施例，因此可以更進一步降低切換系統(tǒng)的成本。
再者，請同時參照圖2及圖3C所示，本發(fā)明的控制電路也可以變更為如同圖3C所示的第三實施例的控制電路208b。該控制電路208b可以由一電阻器302及一控制器314所構(gòu)成，其中控制器314可以為一微處理器。
在此第三實施例中，該控制電路208b是直接借由該控制器314取得該電阻器302的電壓-時間的模擬波形或數(shù)字波形，并分析判斷出該切換系統(tǒng)200的自然頻率。接著，依據(jù)此自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)204切換頻率，以控制該光學(xué)組件202動作。
此第三實施例由于組成構(gòu)件少于第一實施例，因此可以更進一步降低切換系統(tǒng)的成本。
另外，該切換系統(tǒng)200還包括一支點210，該光學(xué)組件202是以該支點210為中心旋轉(zhuǎn)或移動。該光學(xué)組件202被該支點210區(qū)分成兩端部。該支點210的型式可視實際的需要而適當(dāng)?shù)淖兓?br> 再者，該光學(xué)組件202被該支點210區(qū)分成兩端部時，該切換系統(tǒng)200內(nèi)的該電磁開關(guān)204與該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206的相關(guān)位置，并不限于上述各實施例，也可以為如同圖4A所示的電磁開關(guān)204與輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206位于光學(xué)組件202同一端部且電磁開關(guān)204位于輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206的外側(cè)的切換系統(tǒng)200a、如同圖4B所示的電磁開關(guān)204與輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206位于光學(xué)組件202同一端部且輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206位于電磁開關(guān)204的外側(cè)的切換系統(tǒng)200b、如同圖4C所示的電磁開關(guān)204與輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)206位于光學(xué)組件202同一端部且分別位于相異側(cè)面的切換系統(tǒng)200c、或是如同圖4D所示的電磁開關(guān)204與定頻電磁開關(guān)212位于光學(xué)組件202相異端部的切換系統(tǒng)200d。
在本發(fā)明的切換系統(tǒng)中，由于是借由取得切換系統(tǒng)的自然頻率，即可迅速調(diào)整且準確地調(diào)整好切換系統(tǒng)的切換頻率，因此不需復(fù)雜的回路或控制程序，即可準確且迅速地進行切換。
在本發(fā)明的切換系統(tǒng)中，由于切換系統(tǒng)是直接借由監(jiān)控起始的電磁開關(guān)的電壓值變化而定位控制，因此不需外接其它監(jiān)控設(shè)備，而可以大幅降低制造及維護成本，且平衡定位的時間也可以大幅縮短，進而大幅提高操作過程中的穩(wěn)定度。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的等效的改變或替換，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種切換系統(tǒng)的調(diào)整方法，包括提供一起始信號給該切換系統(tǒng)；取得該切換系統(tǒng)的一自然頻率；以及依據(jù)該自然頻率調(diào)整該切換系統(tǒng)的一切換頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的切換系統(tǒng)的調(diào)整方法，其特征在于該起始信號為一單波形信號或一似正弦波形。
3.如權(quán)利要求1所述的切換系統(tǒng)的調(diào)整方法，其特征在于取得該切換系統(tǒng)的該自然頻率的步驟還包括取得該切換系統(tǒng)的一電壓值與時間的一波形，及自該波形決定該自然頻率；以及取得該切換系統(tǒng)的一電壓值與時間的一模擬波形，轉(zhuǎn)換該模擬波形為一數(shù)字波形，及自該數(shù)字波形決定該自然頻率。
4.一種切換系統(tǒng)，包括一光學(xué)組件，用以反射或折射一光束；一電磁開關(guān)，耦合于該光學(xué)組件，用以控制該光學(xué)組件旋轉(zhuǎn)或移動；以及一控制電路，耦接于該電磁開關(guān)，依據(jù)由一啟始信號所得的該切換系統(tǒng)的一自然頻率，調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
5.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于還包括一支點，該光學(xué)組件以該支點為中心旋轉(zhuǎn)或移動。
6.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該控制電路包括一電阻器，與該電磁開關(guān)串聯(lián)；一放大器，耦接于該電阻器的兩端；一比較器，與該放大器耦接；以及一控制器，與該比較器耦接，分析出該自然頻率并依據(jù)該自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
7.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該控制電路包括一電阻器，與該電磁開關(guān)串聯(lián)；一前處理器，耦接于該電阻器的兩端；以及一后處理器，與該前處理器耦接，分析出該自然頻率并依據(jù)該自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
8.如權(quán)利要求7所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該前處理器為一比較器或一放大器。
9.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該控制電路包括一電阻器，與該電磁開關(guān)串聯(lián)；以及一控制器，耦接于該電阻器的兩端，分析出該自然頻率并以該自然頻率調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)信號。
10.如權(quán)利要求6、7、9之任一項所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該控制器或該后處理器為一微處理器。
11.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該控制電路為一開放型回路，且輸出一驅(qū)動信號，以調(diào)整該電磁開關(guān)的開-關(guān)動作。
12.如權(quán)利要求11所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該驅(qū)動信號是一正弦波型式信號或一仿正弦波的方波型式信號。
13.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該光學(xué)組件是一數(shù)字微鏡裝置、一反射式硅基液晶、一穿透式鏡片或反射式鏡片。
14.如權(quán)利要求4所述的切換系統(tǒng)，其特征在于還包括一輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于該電磁開關(guān)而設(shè)置，用以控制該光學(xué)組件反向旋轉(zhuǎn)或反向移動。
15.如權(quán)利要求14所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)是一彈簧、一定頻電磁開關(guān)、一磁鐵或一彈性結(jié)構(gòu)體。
16.如權(quán)利要求15所述的切換系統(tǒng)，其特征在于該定頻電磁開關(guān)的頻率是可調(diào)式的頻率或固定的頻率。
全文摘要
一種切換系統(tǒng)，包括光學(xué)組件、電磁開關(guān)、輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)及控制電路。光學(xué)組件是用以反射或折射光束，且電磁開關(guān)位于光學(xué)組件的側(cè)面，用以控制光學(xué)組件旋轉(zhuǎn)或移動。輔助調(diào)整結(jié)構(gòu)位于光學(xué)組件上，用以控制光學(xué)組件反向旋轉(zhuǎn)或反向移動?？刂齐娐否罱佑陔姶砰_關(guān)，依據(jù)由啟始信號所得的切換系統(tǒng)的自然頻率，調(diào)整電磁開關(guān)的開－關(guān)信號。
文檔編號H01H51/00GK1854795SQ20051006965
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者汪仁智, 張紹雄 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司