投影装置、齿隙检测系统及其方法制造方法及图纸

一种投影装置，包括：镜头模块、马达模块、定位模块与控制器。镜头模块中的齿轮结构与定位片分别环设于镜筒的外部的相对侧，齿轮结构与定位片以镜筒的光轴为转动轴，并且当齿轮结构转动时，镜筒内的光学镜组相应地沿着光轴移动，定位片也相对于齿轮结构而转动。马达模块的传动齿轮啮合于齿轮结构以带动齿轮结构转动。定位模块配置于定位片旁边，用于测量定位片的转动以产生定位信号。控制器电连接马达模块与定位模块，控制器控制马达模块以驱动传动齿轮，且接收定位信号，根据定位信号计算传动齿轮与齿轮结构之间的齿隙。一种齿隙检测系统及其方法亦被提供。本发明专利技术可随时计算齿轮系统当下的齿隙，也能检测出不同的齿轮转动方向所产生的齿隙。

Projection device, backlash detection system and its method

【技术实现步骤摘要】
投影装置、齿隙检测系统及其方法
本专利技术是有关于一种齿隙检测技术，且特别是有关于一种具有齿隙检测系统的投影装置、齿隙检测系统及其方法。
技术介绍
利用齿轮来带动转动是现今广泛使用的传动技术，尤其是在机械手臂控制、投影装置等技术中，会使用步进马达来带动整个齿轮系统以控制元件位移。举例来说，投影装置常会使用步进马达来控制齿轮系统以执行光圈控制或是镜头对焦等等。一般的齿轮系统中，相啮合的齿轮彼此之间的齿间与齿厚必须保留空隙，这样齿轮在转动时才不会卡死，此空隙称之为齿隙或背隙(Backlash)。在齿轮转动时，齿隙会造成齿轮转动时带动元件位移与预设的位置不同，产生位置偏差，现有技术是利用出厂时齿轮的齿间与齿厚尺寸计算齿隙或是齿轮系统组装后，以精密量测仪器量测齿隙来校正元件的位置偏差，然而，后者会使得生产过程中需多一道量测工序，而且齿轮在改变转动方向时也可能产生不同的齿隙，此外，齿轮在长期运转下会有磨耗，造成齿隙的变化，使得上述的校正方法失准，进而让齿轮系统无法精准的控制元件的移动。以投影装置为例，若是镜头自动对焦时，镜头元件的实际位置与理想位置稍有偏差，会导致对焦不准，画面不清晰的问题，因此精准又方便的齿隙检测方法在要求精准控位的步进马达的应用里是十分重要的课题。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“
技术介绍
”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种投影装置、齿隙检测系统及其方法，具有结构简单、量测方便的优点，可以随时计算齿轮系统当下的齿隙，也能检测出不同的齿轮转动方向所产生的齿隙。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种投影装置，包括：镜头模块、马达模块、定位模块与控制器。镜头模块包括镜筒、定位片、齿轮结构与光学镜组，其中齿轮结构与定位片分别环设于镜筒的外部的相对侧，齿轮与定位片以镜筒的光轴为转动轴，光学镜组配置于镜筒内，并且当齿轮结构转动时，光学镜组相应地沿着镜筒的光轴移动，定位片也相对于齿轮结构而转动。马达模块包括传动齿轮，其中传动齿轮啮合于齿轮结构以带动齿轮结构转动。定位模块配置于定位片旁边，用于测量定位片的转动以产生定位信号。控制器电连接马达模块与定位模块，控制器控制马达模块以驱动传动齿轮，且接收定位信号，根据定位信号计算传动齿轮与齿轮结构之间的齿隙。本专利技术的一实施例提出一种齿隙检测系统，包括：齿轮结构、定位片、马达模块、定位模块与控制器。马达模块包括传动齿轮，其中所述传动齿轮啮合于所述齿轮结构以带动所述齿轮结构转动。定位片表面具有多个遮挡片，对应于所述齿轮结构而配置且随所述齿轮结构的转动而移动或转动。定位模块配置于所述定位片旁边，用以测量所述定位片的转动或移动以产生定位信号。控制器电连接所述马达模块与所述定位模块，所述控制器控制所述马达模块以驱动所述传动齿轮，且接收所述定位信号，根据所述定位信号计算所述传动齿轮与所述齿轮结构之间的齿隙。本专利技术的一实施例提出一种齿隙检测方法，用于齿隙检测系统，齿隙检测系统包括齿轮结构、与齿轮啮合的传动齿轮、与齿轮结构对应配置且具有多个遮挡片的定位片以及配置于定位片旁的定位模块。上述的齿隙检测方法包括以下步骤：齿轮结构被传动齿轮带动以沿第一方向转动；定位片随齿轮结构的转动而移动或转动；通过定位模块测量定位片的转动或移动以产生定位信号；比对定位信号的准位/水平与参考阀值以判断定位信号是处在第一状态或第二状态；当判断定位信号的状态改变时，控制传动齿轮以使齿轮结构的转动方向从第一方向改成第二方向，且开始进行计数；当定位信号的状态再度改变时，停止计数并根据目前的计数结果产生对应于第二方向的齿隙。基于上述，本专利技术的实施例中提供一种投影装置、齿隙检测系统及其方法，其架构简单，可与原本的齿轮系统架构结合，不需要额外使用精密量测仪器来检测齿隙，并且可以随时计算当下的齿隙值，即时进行齿隙校正，即使是齿轮结构与传动齿轮已使用一段时间后，甚至产生耗损现象，仍可检测出目前的齿隙，并且可以计算转动方向改变后的齿隙，大幅提升定位精准度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术的一实施例的一种投影装置的示意图。图2是依照本专利技术一实施例的部分投影装置的示意图。图3是依照本专利技术的一实施例的一种定位信号的检测状况示意图。图4A至图4C是依照本专利技术的一实施例的传动齿轮与齿轮结构改变转动方向的状况示意图。图5是依照本专利技术的一实施例的齿轮结构沿固定方向转动时定位信号对时间的变化示意图。图6是依照本专利技术的一实施例的齿隙检测过程中定位信号的变化示意图。图7是依照本专利技术的一实施例的齿隙检测方法的步骤流程图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图1是依照本专利技术的一实施例的一种投影装置的示意图，图2是依照本专利技术一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图1至图2，投影装置100包括镜头模块110、马达模块120、定位模块130与控制器140。投影装置100通过镜头模块110投射画面IM。镜头模块110包括定位片112、齿轮结构114、镜筒116与光学镜组118，光学镜组118具有单片或复数个镜片，但不以此为限制。光学镜组118配置于镜筒116内，齿轮结构114与定位片112分别环设于镜筒116的外部相对侧，并以镜筒116的光轴(opticalaxis)OA为转动轴。马达模块120包括传动齿轮122与马达124。控制器140则电连接马达模块120与定位模块130，控制器140用于控制马达模块120的马达124转动，以驱动传动齿轮122。传动齿轮122啮合于齿轮结构114以带动齿轮结构114转动。当齿轮结构114转动时，光学镜组118相应地沿着镜筒116的光轴OA移动，定位片112也会相对于齿轮结构114以同方向转动(例如逆时针转动)。定位模块130配置于定位片112旁边，用于测量定位片112的转动以产生定位信号PS。控制器140接收定位信号PS，并根据定位信号PS计算传动齿轮122与齿轮结构114之间的齿隙。因此，在另一方面来说，本实施例中的投影装置100可视为包括一种齿隙检测系统200，齿隙检测系统200包括齿轮结构114、定位片112、马达模块120、传动齿轮122、定位模块130与控制器140。具体来说，齿轮结构114例如是齿轮环或齿条，具有多个齿片1142，定位片112例如是定位环，表面上具有多个凸起的遮挡片1122。齿轮结构114与定位片112设在镜筒116上，因此齿轮结构114转动时会对应地带动定位片112转动。在本实施例中，齿片1142与遮挡片1122的形状、数目、大小比例仅为示意，不用以限制本专利技术，此外，多个遮挡片1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：镜头模块，包括：镜筒、定位片、齿轮结构与光学镜组，其中所述齿轮结构与所述定位片分别环设于所述镜筒的外部的相对侧，以所述镜筒的光轴为转动轴，所述光学镜组配置于所述镜筒内，其中当所述齿轮结构转动时，所述光学镜组相应地沿着所述镜筒的所述光轴移动，所述定位片也相对于所述齿轮结构而转动；马达模块，包括传动齿轮，其中所述传动齿轮啮合于所述齿轮结构以带动所述齿轮结构转动；定位模块，配置于所述定位片旁边，用于测量所述定位片的转动以产生定位信号；以及控制器，电连接所述马达模块与所述定位模块，所述控制器控制所述马达模块以驱动所述传动齿轮，且接收所述定位信号，根据所述定位信号计算所述传动齿轮与所述齿轮结构之间的齿隙。

【技术特征摘要】
1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：镜头模块，包括：镜筒、定位片、齿轮结构与光学镜组，其中所述齿轮结构与所述定位片分别环设于所述镜筒的外部的相对侧，以所述镜筒的光轴为转动轴，所述光学镜组配置于所述镜筒内，其中当所述齿轮结构转动时，所述光学镜组相应地沿着所述镜筒的所述光轴移动，所述定位片也相对于所述齿轮结构而转动；马达模块，包括传动齿轮，其中所述传动齿轮啮合于所述齿轮结构以带动所述齿轮结构转动；定位模块，配置于所述定位片旁边，用于测量所述定位片的转动以产生定位信号；以及控制器，电连接所述马达模块与所述定位模块，所述控制器控制所述马达模块以驱动所述传动齿轮，且接收所述定位信号，根据所述定位信号计算所述传动齿轮与所述齿轮结构之间的齿隙。2.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述控制器比对所述定位信号的准位与参考阀值以判断所述定位信号是处在第一状态或第二状态；以及当所述齿轮结构沿第一方向转动，所述控制器接收所述定位信号，并判断所述定位信号的状态改变时，所述控制器控制所述马达模块的所述传动齿轮以使所述齿轮结构的转动方向从所述第一方向改成第二方向，且所述控制器开始进行计数。3.如权利要求2所述的投影装置，其中，所述参考阀值包括第一阀值与第二阀值，且所述第一阀值大于所述第二阀值；以及当所述定位信号的准位高于所述第一阀值时，所述控制器判断所述定位信号处于所述第一状态，且当所述定位信号的准位低于所述第二阀值时，所述控制器判断所述定位信号处于所述第二状态。4.如权利要求2所述的投影装置，其中，当所述控制器判断所述定位信号的状态再度改变时，所述控制器停止计数并根据目前的计数结果产生对应于所述第二方向的所述齿隙。5.如权利要求4所述的投影装置，其中，所述控制器控制所述马达模块以使所述齿轮结构的转动方向从所述第二方向改成所述第一方向，且重新开始计数。6.如权利要求5所述的投影装置，其中，当所述齿轮结构的转动方向改成所述第一方向后，所述控制器判断所述定位信号的状态改变时，所述控制器停止计数并根据目前的计数结果产生对应于所述第一方向的所述齿隙。7.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述定位片具有多个遮挡片，所述控制器针对每一个所述遮挡片取得至少一组所述齿隙，并以所述多个遮挡片的齿隙平均值作为所述传动齿轮与所述齿轮结构之间的平均齿隙。8.如权利要求1所述的投影装置，其中，其中所述齿轮结构与所述传动齿轮的其中之一具有多个第一齿片，所述齿轮结构与所述传动齿轮的其中另一具有多个第二齿片，所述齿隙是指所述多个第一齿片的其中一个啮合于所述多个第二齿片的相邻其中两个之间的空隙。9.如权利要求8所述的投影装置，其中，所述多个遮挡片的宽度不完全相同，所述多个遮挡片之间的间距也不完全相同。10.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述定位模块包括光遮断装置。11.一种齿隙检测系统，包括：齿轮结构；马达模块，包括传动齿轮，其中所述传动齿轮啮合于所述齿轮结构以带动所述齿轮结构转动；定位片，表面具有多个遮挡片，对应于所述齿轮结构而配置且随所述齿轮结构的转动而移动或转动；定位模块，配置于所述定位片旁边，用于测量所述定位片的转动或移动以产生定位信号；以及控制器，电连接所述马达模块与所述定位模块，所述控制器控制所述马达模块以驱动所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈治宸，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71