(57)【要約】【課題】  複雑なループまたは制御プログラムを必要とせずに、正確且つ迅速にスイッチングを行い、スイッチング周波数を調整できるスイッチングシステムと、その調整方法を提供する。また、その他のモニター設備との外部接続を必要とせずに、製造と維持コストを大幅に低減し、且つ、位置決め時間も大幅に短縮でき、操作プロセスでの安定度を大幅に高められるスイッチングシステムを提供する。【解決手段】  本発明におけるスイッチングシステムの調整方法は、初期信号をスイッチングシステム２００に提供するステップと、前記スイッチングシステム２００の自然周波数を得るステップと、前記自然周波数に基づいて、前記スイッチングシステム２００のスイッチング周波数を調整するステップと、を含む【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期信号をスイッチングシステムに提供するステップと、
前記スイッチングシステムの自然周波数を得るステップと、
前記自然周波数に基づいて、前記スイッチングシステムのスイッチング周波数を調整するステップと、を含むスイッチングシステムの調整方法。
【請求項２】
前記初期信号は、単一パルス信号，または擬似正弦波状の単一パルス信号である請求項１に記載のスイッチングシステムの調整方法。
【請求項３】
前記スイッチングシステムの前記自然周波数を得るステップは、
前記スイッチングシステムの電圧と時間の波形を得て、この波形から前記自然周波数を決定するステップ、または、
前記スイッチングシステムの電圧値と時間のアナログ波形を得て、このアナログ波形をデジタル波形に変換し、前記デジタル波形から前記自然周波数を決定するステップの何れかを更に含む請求項１に記載のスイッチングシステムの調整方法。
【請求項４】
光を反射または屈折させる光学素子と、
前記光学素子に接合され、前記光学素子の回転または移動を制御する電磁スイッチと、
前記電磁スイッチに接続され、初期信号より得られた前記電磁スイッチの自然周波数に基づいて、前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する制御回路と、を含むスイッチングシステム。
【請求項５】
ピボットを更に含み、前記光学素子は、前記ピボットを中心に回転または移動される請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記電磁スイッチと直列接続される抵抗器と、
前記抵抗器の両端に接続される増幅器と、
前記増幅器と接続される比較器と、
前記比較器に接続され、前記自然周波数を分析し、前記自然周波数に基づいて前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する制御器と、を含む請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記電磁スイッチと直列接続される抵抗器と、
前記抵抗器の両端に接続される前処理装置と、
前記前処理装置に接続され、前記自然周波数を分析し、前記自然周波数に基づいて前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する後処理装置と、を含む請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項８】
前記前処理装置は、比較器または増幅器である請求項７に記載のスイッチングシステム。
【請求項９】
前記制御回路は、
前記電磁スイッチと直列接続される抵抗器と、
前記抵抗器の両端に接続され、前記自然周波数を分析し、前記自然周波数に基づいて前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する制御器と、を含む請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項１０】
前記制御器または前記後処理装置は、マイクロプロセッサである請求項６，７，９のいずれか一つに記載のスイッチングシステム。
【請求項１１】
前記制御回路は開ループであり、且つ、駆動信号を出力して前記電磁スイッチをターンオンまたはターンオフさせる請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項１２】
前記駆動信号は、正弦波形または擬似正弦波状の方形波形である請求項１１に記載のスイッチングシステム。
【請求項１３】
前記光学素子は、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｄｅｃｉｃｅ； ＤＭＤ），反射型液晶（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ； ＬＣｏＳ），透過型レンズ，または反射型ミラーからなる請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項１４】
前記電磁スイッチに対応して位置され、前記光学素子の逆回転または逆移動を制御する補助調整構造を更に含む請求項４に記載のスイッチングシステム。
【請求項１５】
前記補助調整構造は、バネ，固定周波電磁スイッチ，磁石，または弾性構造体からなる請求項１４に記載のスイッチングシステム。
【請求項１６】
前記固定周波電磁スイッチの周波数は、調節可能または固定されたものからなる請求項１５に記載のスイッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチングシステムおよびその調整方法に関し、特に、低難易度のプログラム設計と低コストのスイッチングシステムおよびその調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の投影システムでは、投影システムの投影画面の品質を高めるために、光学素子の移動または回転によって、投影された画像を１／２画素シフトさせる技術が生まれたことで、より高い投影画面の品質を得ている。投影画面の品質を高めるために、現在の技術は、迅速に光学素子を動作させる方式によって、また、レーザー検知器によって光学素子の動作位置をモニターすることで、正確で迅速な位置決め効果を得て投影画面の品質を高めている。このような光学素子を備えた投影システムは、例えば特許文献１などにおいて知られている。
【０００３】
図１を参照すると、従来のスイッチングシステムに用いられる一般的な投影システム１００は、反射鏡１０２と、電磁スイッチ１０４と、バネ１０６と、レーザー検知器１０８と、制御器１１０と、により構成される。制御器１１０は、レーザー検知器１０８より検出された反射鏡１０２の位置情報に基づいて、電磁スイッチ１０４を調整し、反射鏡１０２の動きの強弱と振動を吸引する。このタイプの投影システム１００は、制御器１１０がレーザー検知器１０８の検出結果にのみ頼って、電磁スイッチ１０４の吸引力の強弱を調整することから、この投影システム１００は、閉ループ（ｃｌｏｓｅ  ｌｏｏｐ）からなるスイッチングシステムを形成している。
【０００４】
しかし、このタイプのスイッチングシステムは、外部接続をしたレーザー検知器１０８によってモニターを行わなければならないことから、複雑なループ設計を必要としてモニターの効果を得なければならない。また、前述の複雑なループを処理するためには、複雑な制御プログラムも必要である。よって、このタイプのスイッチングシステムのコストは、かなり高くなる。
【特許文献１】特開２００５−３１６２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、上述の問題を解決するために、本発明は、複雑なループ、または制御プログラムを必要とせずに正確、且つ、迅速にスイッチングを行えるスイッチングシステムを提供する。
【０００６】
また、本発明は、迅速且つ正確にスイッチング周波数を調整できるスイッチングシステムを提供する。
【０００７】
また、本発明は、その他のモニター設備との外部接続を必要とせずに、製造と維持コストを大幅に低減し、且つ、位置決め時間も大幅に短縮でき、操作プロセスでの安定度を大幅に高められるスイッチングシステムを提供する。
【０００８】
また、本発明は、迅速且つ正確にスイッチングシステムのスイッチング周波数を調整できるスイッチングシステムの調整方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、光学素子と、電磁スイッチと、補助調整構造と、制御回路と、を含む投影システムに用いられるスイッチングシステムを提供する。前記光学素子は、光を反射または屈折し、且つ、前記電磁スイッチは、前記光学素子の一側に位置され、前記光学素子の回転または移動を制御する。前記補助調整構造は、前記光学素子上に位置され、前記光学素子の逆回転または逆移動を制御する。前記制御回路は、前記電磁スイッチに接続され、スイッチングシステムへの初期信号の入力により得られた前記スイッチングシステムの自然周波数に基づいて、前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する。
【００１０】
本発明は、光学素子と、電磁スイッチと、制御回路と、を含むスイッチングシステムを提供する。前記光学素子は、光を反射または屈折し、且つ、前記電磁スイッチは、前記光学素子上に位置され、前記光学素子の回転または移動を制御する。前記制御回路は、前記電磁スイッチに接続され、スイッチングシステムへの初期信号の入力により得られた前記スイッチングシステムの自然周波数に基づいて、前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する。
【００１１】
前記スイッチングシステムでは、前記光学素子は両端部を有し、前記電磁スイッチと前記補助調整構造は、前記光学素子の同一端部、または相反する端部に位置される。前記スイッチングシステムは、ピボットを更に含み、前記光学素子は、前記ピボットを中心に回転または移動される。また、前記光学素子は、前記ピボットの位置から両端部に分けられる。前記電磁スイッチと前記補助調整構造は、前記光学素子の同一端部、または相反する端部に位置される。
【００１２】
前記スイッチングシステムでは、前記補助調整構造は、バネ，磁石，固定周波電磁スイッチ，または弾性構造体からなることができる。前記固定周波電磁スイッチの周波数は、調節可能または固定されたものとすることができる。前記電磁スイッチは、音声（ボイス）コイルである。前記制御回路は、駆動信号を出力し、前記電磁スイッチをターンオンまたはターンオフさせる。前記駆動信号は、正弦波形または擬似正弦波状の方形波形である。
【００１３】
前記スイッチングシステムでは、前記制御回路は、抵抗器と、増幅器と、比較器と、制御器と、により構成される。前記抵抗器は、前記電磁スイッチと直列接続され、前記増幅器は、前記抵抗器の両端に接続される。前記比較器は、前記増幅器と接続され、且つ、前記制御器は、前記比較器に接続され、前記スイッチングシステムの自然周波数を分析し、前記自然周波数に基づいて前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する。
【００１４】
前記スイッチングシステムでは、前記制御回路は、抵抗器と、前処理装置と、後処理装置と、により構成される。前記抵抗器は、前記電磁スイッチと直列接続され、前記前処理装置は、前記抵抗器の両端に接続され、且つ、前記後処理装置は、前記前処理装置に接続され、前記スイッチングシステムの自然周波数を分析し、前記自然周波数に基づいて電磁スイッチのオンオフ信号を調整する。前記前処理装置は、比較器または増幅器であり、後処理装置は、マイクロプロセッサである。
【００１５】
前記スイッチングシステムでは、前記制御回路を抵抗器と制御器より構成されることもできる。前記抵抗器は、前記電磁スイッチと直列接続され、前記制御器は、前記抵抗器の両端に接続され、前記スイッチングシステムの自然周波数を分析し、前記自然周波数に基づいて前記電磁スイッチのオンオフ信号を調整する。
【００１６】
前記制御回路の用いる前記制御器は、マイクロプロセッサである。前記制御回路は、開ループである。
【００１７】
本発明は、初期信号を前記スイッチングシステムに提供し、前記スイッチングシステムの前記自然周波数を得て、その後、前記自然周波数に基づいて、前記スイッチングシステムのスイッチング周波数を調整するスイッチングシステムの調整方法を更に提供する。
【００１８】
前記スイッチングシステムの調整方法では、前記スイッチングシステムの前記自然周波数を得るステップは、前記スイッチングシステムの電圧値と時間の波形を得て、この波形から前記自然周波数を決定する。
【００１９】
前記スイッチングシステムの調整方法では、前記スイッチングシステムの前記自然周波数を得るステップはまた、前記スイッチングシステムの電圧値と時間のアナログ波形を得て、前記アナログ波形をデジタル波形に変換することができる。その後、前記デジタル波形から前記自然周波数を決定する。
【００２０】
前記スイッチングシステムの調整方法では、前記初期信号は、単一パルス信号，または擬似正弦波状の単一パルス信号である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のスイッチングシステムでは、スイッチング周波数が自然周波数によって得られることから、スイッチングシステムのスイッチング周波数を迅速に、且つ、正確に調整することができる。よって、複雑なループまたは制御プログラムを必要とせずに、正確且つ迅速にスイッチングを行うことができる。
【００２２】
本発明のスイッチングシステムでは、制御回路が直接、電磁スイッチの電圧値の変化をモニターして、位置決めを制御することから、その他のモニター設備との外部接続をする必要がなく、製造と維持コストを大幅に低減し、且つ、位置決め時間も大幅に短縮でき、操作プロセスでの安定度を大幅に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明についての目的，特徴，長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００２４】
図２は、本発明の好ましい実施例のスイッチングシステム２００の概略図を表している。スイッチングシステム２００は、光学素子２０２と、電磁スイッチ２０４と、補助調整構造２０６と、制御回路２０８と、により構成される。ここでのスイッチングシステム２００は、投影システム，またはその他の光学システム内に適用されることができる。
【００２５】
光学素子２０２は、光を反射または屈折し、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｄｅｃｉｃｅ； ＤＭＤ），反射型液晶（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ； ＬＣｏＳ），透過型レンズ，または反射型ミラーからなることができる。光学素子２０２の型式は、平面状，曲面状，半凹型，または半凸型であることができる。
【００２６】
電磁スイッチ２０４は、光学素子２０２の一側に位置され、光学素子２０２の回転または移動を制御する。電磁スイッチ２０４は、音声（ボイス）コイルであることができる。電磁スイッチ２０４のスイッチング周波数は、後述の制御回路によって制御することができる。
【００２７】
補助調整構造２０６は、光学素子２０２上に位置され、または光学素子２０２に直接接触され、電磁スイッチ２０４によって与えられる力と相反する作用力を提供し、光学素子２０２を逆回転または逆移動できるように制御する。本実施例のように、補助調整構造２０６と電磁スイッチ２０４は、光学素子２０２の同一側に位置してもよいが、それぞれ光学素子２０２の相反する両端に位置させる。また、補助調整構造２０６は、図２に示すようなバネ，図４Ｄに示すような固定周波電磁スイッチ２１２，磁石，またはその他の弾性構造体，または振動構造体（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）からなることができる。固定周波電磁スイッチ２１２の周波数は、調節可能な周波数または固定した周波数からなる。
【００２８】
制御回路２０８は、電磁スイッチ２０４に接続され、スイッチングシステム２００への初期信号の入力により得られたスイッチングシステム２００の自然周波数に基づいて、電磁スイッチ２０４のオンオフ信号を調整する。制御回路２０８は、まず、単一パルス信号、または擬似正弦波状の単一パルス信号を初期信号としてスイッチングシステム２００の電磁スイッチ２０４に入力し、スイッチングシステム２００が前記初期信号を受けた後に発生した時間に対する電圧値の波形を測る。その後、この波形分析に基づいてスイッチングシステム２００の自然周波数（図５に示す自然周波数ｆ０）を決定する。前記波形は、アナログ波形またはデジタル波形であることができる。続いて、制御回路２０８は、駆動信号を電磁スイッチ２０４に出力し、電磁スイッチ２０４をターンオンまたはターンオフさせる。前記駆動信号は、正弦（サイン）波形，方形波形，擬似正弦波状の方形波形とすることができる。また、制御回路２０８は、開ループ（ｏｐｅｎ  ｌｏｏｐ）とすることができる。制御回路２０８が直接、電磁スイッチ２０４の時間−電圧値の変化をモニターし、位置決めを制御することから、その他のモニター設備との外部接続をする必要がない。よって、スイッチングシステム２００のコストを大幅に低減することができ、且つ、位置決め時間も大幅に短縮でき、操作プロセスでの安定度を大幅に高められる。
【００２９】
また、制御回路２０８は、直接、得られた自然周波数をスイッチングシステム２００の電磁スイッチ２０４のスイッチング周波数として利用することができ、前記得られた自然周波数に基づいて電磁スイッチ２０４のオンオフ信号を調整することもでき、光学素子２０２が必要とする回転または移動をすることができる。
【００３０】
こうして、スイッチング周波数が自然周波数によって得られることから、スイッチングシステム２００のスイッチング周波数を迅速に、且つ、正確に調整することができる。よって、複雑なループまたは制御プログラムを必要とせずに、正確且つ迅速にスイッチングを行うことができる。
【００３１】
図２と図３Ａを参照すると、制御回路２０８の実施例１は、具体的に言えば、抵抗器３０２と、増幅器３０４と、比較器３０６と、制御器３０８と、により構成される。抵抗器３０２は電磁スイッチ２０４と直列に接続され、増幅器３０４は、抵抗器３０２の両端に接続され、且つ、比較器３０６は、増幅器３０４と接続する。制御器３０８は、比較器３０６に接続され、自然周波数を分析し、自然周波数に基づいて電磁スイッチ２０４のオンオフ信号を調整する。この実施例では、増幅器３０４が抵抗器３０２の両端の電位差を増幅し、電圧−時間の波形（図５に示す電圧−時間のアナログ波形）を得る。その後、比較器３０６で前記アナログ波形をデジタル波形に変換し、制御器３０８で前記デジタル波形の分析に基づいてスイッチングシステム２００の自然周波数を判断する。続いて、この自然周波数に基づいて電磁スイッチ２０４のオンオフ信号を調整し、光学素子２０２を回転または移動させる。制御器３０８は、マイクロプロセッサとすることができる。
【００３２】
この実施例１では、抵抗器３０２の両端の電圧信号が適度に増幅されることから、得られる波形も分析処理が容易なデジタル波形に変換され、よって、制御器３０８は、簡単且つ迅速に自然周波数を分析することができ、迅速で正確に光学素子２０２の位置を調整することができる。
【００３３】
また、図２と図３Ｂを参照すると、実施例１の制御回路２０８も図３Ｂに示す実施例２の制御回路２０８ａに変えることができる。制御回路２０８ａは、抵抗器３０２，前処理装置３１０，後処理装置３１２より構成される。前処理装置３１０は、比較器または増幅器であることができ、後処理装置３１２は、マイクロプロセッサとすることができる。
【００３４】
この実施例２では、制御回路２０８ａは、前処理装置３１０によって抵抗器３０２に生じる電圧−時間のアナログ波形，またはデジタル波形を得て、後処理装置３１２でスイッチングシステム２００の自然周波数を分析判断することができる。続いて、この自然周波数に基づいて電磁スイッチ２０４のスイッチング周波数を調整し、光学素子２０２の動作を制御する。
【００３５】
この実施例２は、実施例１より構成部品が少ないことから、スイッチングシステムのコストを更に低減することができる。
【００３６】
また、図２と図３Ｃを参照すると、ここでも実施例１の制御回路２０８は、図３Ｃに示す実施例３の制御回路２０８ｂに変えることができる。制御回路２０８ｂは、抵抗器３０２，制御器３１４より構成することができ、制御器３１４は、マイクロプロセッサとすることができる。
【００３７】
この実施例３では、制御回路２０８ｂは、制御器３１４から抵抗器３０２の電圧−時間のアナログ波形，またはデジタル波形を得て、スイッチングシステム２００の自然周波数を分析判断することができる。続いて、この自然周波数に基づいて電磁スイッチ２０４のスイッチング周波数を調整し、光学素子２０２の動作を制御する。
【００３８】
この実施例３は、実施例１より構成部品が少ないことから、スイッチングシステムのコストを更に低減することができる。
【００３９】
また、スイッチングシステム２００は、ピボット（旋回軸）２１０を更に含み、光学素子２０２は、ピボット２１０を中心に回転または移動する。光学素子２０２は、ピボット２１０の位置で２つの部分すなわち両端部に分けられる。ピボット２１０の型式は、実際の需要に照らして適当に変化することができる。
【００４０】
また、光学素子２０２がピボット２１０の位置から両端部に分けられた時、このピボット２１０と、スイッチングシステム２００の電磁スイッチ２０４または補助調整構造２０６との間の相関位置は、上述の各実施例に限らず、変更される。図４Ａに示すスイッチングシステム２００ａのように、電磁スイッチ２０４と補助調整構造２０６は、光学素子２０２の同一端部に位置することもでき、且つ、電磁スイッチ２０４は、補助調整構造２０６の外側に位置することもできる。別な例では、図４Ｂに示すスイッチングシステム２００ｂのように、電磁スイッチ２０４と補助調整構造２０６は、光学素子２０２の同一端部に位置することができ、且つ、補助調整構造２０６は、電磁スイッチ２０４の外側に位置することができる。または、図４Ｃに示すスイッチングシステム２００ｃのように、電磁スイッチ２０４と補助調整構造２０６は、光学素子２０２の同一端部に位置することができ、且つ、それぞれ異なる側面に位置することができる。または、図４Ｄに示すスイッチングシステム２００ｄのように、電磁スイッチ２０４と固定周波電磁スイッチ２１２は、光学素子２０２の互いに異なる端部に位置することができる。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や同様の装置を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のスイッチングシステムの概略図を表している。
【図２】本発明の好ましい実施例におけるスイッチングシステムの概略図を表している。
【図３Ａ】本発明の実施例１におけるスイッチングシステムの制御回路の概略図を表している。
【図３Ｂ】本発明の実施例２におけるスイッチングシステムの制御回路の概略図を表している。
【図３Ｃ】本発明の実施例３におけるスイッチングシステムの制御回路の概略図を表している。
【図４Ａ】本発明のその他の実施例におけるスイッチングシステムの概略図を表している。
【図４Ｂ】本発明のその他の実施例におけるスイッチングシステムの概略図を表している。
【図４Ｃ】本発明のその他の実施例におけるスイッチングシステムの概略図を表している。
【図４Ｄ】本発明のその他の実施例におけるスイッチングシステムの概略図を表している。
【図５】本発明に基づくスイッチングシステムの時間に対する電圧の波形を表している。
【符号の説明】
【００４３】
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ  スイッチングシステム
１１０，３０８，３１４  制御器
２０２  光学素子
２０４  電磁スイッチ
２０６  補助調整構造
２０８，２０８ａ，２０８ｂ  制御回路
２１０  ピボット
２１２  固定周波電磁スイッチ
３０２  抵抗器
３０４  増幅器
３０６  比較器
３１０  前処理装置
３１２  後処理装置
【図１】
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【図２】
2006296191.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2006296191.tif 000006
【図３Ｃ】
2006296191.tif 000007
【図４Ａ】
2006296191.tif 000008
【図４Ｂ】
2006296191.tif 000009
【図４Ｃ】
2006296191.tif 000010
【図４Ｄ】
2006296191.tif 000011
【図５】
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