(57)【要約】【課題】ＳＬＭの色切換えタイミングとカラーホイールの各色セグメントを透過する色光の切換えタイミングとを自動的に正確に整合させ、安定した画像を表示可能とする。【解決手段】カラーホイール１０８の透過光量をコンパレータ１１３で閾値と比較して無着色透明なＷセグメントへの透過を開始する白色透過開始タイミングを検知して、ＳＬＭ１０４の白色データへの処理に切換える白色切換えタイミングと位相比較回路１１４で位相比較し、インデックスマーカ１１０の検出位置を示すインデックスパルスをインデックスパルス遅延回路１１６で適宜遅延させた遅延インデックスパルスと、ＳＬＭ１０４のＲ，Ｇ，Ｂのいずれか特定色への処理に切換えるタイミングを示す特定色切換えタイミング信号とを用いて、前記白色透過開始タイミングと前記白色切換えタイミングとの位相が一致するように、モータ制御回路１０６でカラーホイールモータ１０７の回転位相を制御する。【選択図】図１
2005242175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールの透過光路近傍に透過光の光量を検出する光量センサを備えるとともに、前記カラーホイールに光源の光を透過させる無着色透明なセグメントを備え、前記光量センサ出力の透過光量に基づき生成された白色透過開始タイミング信号と、同期信号を基に生成された白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号との位相誤差量に基づいて、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうことを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項２】
カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールの透過光路近傍に透過光の光量を検出する光量センサを備えるとともに、前記カラーホイールに光源の光を透過させる無着色透明なセグメントを備え、前記光量センサ出力の透過光量に基づき生成された白色透過開始タイミング信号と、同期信号を基に生成された白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号との位相誤差量に基づいて遅延させた遅延インデックスパルス信号と、前記同期信号を基に作成されるモータ用基準タイミング信号または特定色切換えタイミング信号とを用いて、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうことを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記カラーホイールモータの回転位相制御は、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相の制御を行なうことを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項４】
カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールに配設されたインデックスマーカを検知して、該カラーホイールの１回転毎にインデックスパルス信号を出力するインデックスセンサと、光源からの光が前記カラーホイールを透過する透過光の光路近傍に配置されて、該透過光の光量を検出する光量センサと、該光量センサにより検出された前記透過光の光量と予め定められた所定の閾値とを比較するコンパレータとを具備し、更に、前記カラーホイール上に、光源からの光をそのまま透過させる無着色透明なセグメントを設け、前記カラーホイール上に設けられた該無着色透明なセグメントを光源からの光が透過開始するタイミングを示す白色透過開始タイミング信号を、前記コンパレータの比較結果により生成し、かつ、入力画像信号から分離された同期信号を基にして空間的光変調器における白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号を発生させ、該白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号とを位相比較し、該位相比較結果として算出された位相誤差量に基づいて、前記インデックスパルス信号の遅延量を可変に設定して、遅延させた遅延インデックスパルス信号として出力するインデックスパルス遅延回路と、更に、該インデックスパルス遅延回路から出力される該遅延インデックスパルス信号と、入力画像信号から分離された前記同期信号を基に作成されるモータ用基準タイミング信号とを用いて、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうモータ制御回路と、を具備していることを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項５】
カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールに配設されたインデックスマーカを検知して、該カラーホイールの１回転毎にインデックスパルス信号を出力するインデックスセンサと、光源からの光が前記カラーホイールを透過する透過光の光路近傍に配置されて、該透過光の光量を検出する光量センサと、該光量センサにより検出された前記透過光の光量と予め定められた所定の閾値とを比較するコンパレータとを具備し、更に、前記カラーホイール上に、光源からの光をそのまま透過させる無着色透明なセグメントを設け、前記カラーホイール上に設けられた該無着色透明なセグメントを光源からの光が透過開始するタイミングを示す白色透過開始タイミング信号を、前記コンパレータの比較結果により生成し、かつ、入力画像信号から分離された同期信号を基にして空間的光変調器における白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号を発生させ、該白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号とを位相比較し、該位相比較結果として算出された位相誤差量に基づいて、前記インデックスパルス信号の遅延量を可変に設定して、遅延させた遅延インデックスパルス信号として出力するインデックスパルス遅延回路と、更に、該インデックスパルス遅延回路から出力される該遅延インデックスパルス信号と、入力画像信号から分離された前記同期信号を基に作成される、前記空間的光変調器におけるＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの特定色への時分割処理に切換えるタイミングを示す特定色切換えタイミング信号とを用いて、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうモータ制御回路と、を具備していることを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記空間的光変調器における前記特定色への時分割処理に切換えるタイミングを示す前記特定色切換えタイミング信号を特定するための前記特定色として、前記カラーホイール上において前記無着色透明なセグメントの直前に配置されているＲ，Ｇ，Ｂいずれかの色セグメントと同じ色を用いることにより、前記白色切換えタイミング信号と前記特定色切換えタイミング信号とを、前記空間的光変調器における前記特定色を時分割処理している時間間隔を与えるパルス信号の立上がりエッジと立下がりエッジとにより指定することを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記コンパレータの比較結果として、前記光量センサにより検出された前記透過光の光量が、所定の前記閾値よりも大きいと判定された場合に、前記白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号との前記位相誤差量に基づいて、前記遅延インデックルパルス信号の遅延量を可変に設定する前記インデックスパルス遅延回路の動作を許可するイネーブル信号を出力する光量検出回路を更に具備し、該光量検出回路から該イネーブル信号が出力されない場合には、前記遅延インデックスパルス信号の遅延量を、前記位相誤差量に基づいて可変に設定する代わりに、予め設定されている基準値に切換えて設定することを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項８】
請求項４乃至６のいずれかに記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記コンパレータの比較結果として、前記光量センサにより検出された前記透過光の光量が、所定の前記閾値よりも大きいと判定された場合に、前記白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号との前記位相誤差量に基づいて、前記遅延インデックルパルス信号の遅延量を可変に設定する前記インデックスパルス遅延回路の動作を許可するイネーブル信号を出力する光量検出回路と、前記インデックスパルス遅延回路から前記遅延インデックスパルス信号が出力される都度、該遅延インデックスパルス信号の遅延量を記憶するメモリ部とを更に具備し、前記光量検出回路から前記イネーブル信号が出力されない場合には、前記遅延インデックスパルス信号の遅延量を、前記位相誤差量に基づいて可変に設定する代わりに、前記メモリ部に記憶されている前回動作時に出力された前記遅延インデックスパルス信号の遅延量に切換えて設定することを特徴とするカラーホイールモータ回転位相制御システム。
【請求項９】
カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させて、入力画像信号に対応するカラー画像を表示する画像ディスプレイ装置において、前記カラーホイールモータの回転位相を制御するカラーホイールモータの制御システムとして、請求項１乃至８のいずれかに記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムを用いることを特徴とする画像ディスクプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーホイールモータ回転位相制御システム及び画像ディスプレイ装置に関し、特に、複数色の色セグメント（カラーセグメント）を備えたカラーホイールを用いてカラー画像の表示を行なう画像ディスプレイ装置において、該カラーホイールを回転駆動するカラーホイールモータの回転位相制御を行なうシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビをはじめとする画像表示装置の大画面化の要求が高まっており、プロジェクタ装置もその画像表示装置の１つとして注目されている。
プロジェクタ装置には、液晶パネルやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等を用いたものがあり、それら空間的光変調器ＳＬＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）の使用枚数により、単板式と３板式とが一般的にある。
３板式は、色分解されたＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色光を、それぞれ対応する３つのＳＬＭで各々変調した後、それらを色合成して、同時にスクリーンに投影することにより画像を形成する。
【０００３】
単板式は、１つのＳＬＭでＲ，Ｇ，Ｂの各色光の変調を行なう。ＳＬＭの各画素は、入力画像信号を基に作成されたＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像データにより、時分割的に順次駆動される。その一方で、これらＲ，Ｇ，Ｂの各色画像データの駆動タイミング（時分割処理タイミング）に同期して、カラーホイールの各色セグメントを透過した同色の光がＳＬＭに照射される。
ここで、時分割色順次にて画像を形成する場合に、色の切換えが、標準ディスプレイレートである６０枚／秒よりも速くなれば、表示されたカラー画像を鑑賞する人間の目には、色順次処理によるカラーブレーキング現象を知覚し難くなり、自然なカラー画像として認識できるため、カラーホイールはできるだけ高速で回転させることが必要となる。
【０００４】
ここで、ＳＬＭの各画素を駆動する各色画像データの駆動タイミングに同期させて、高速回転するカラーホイールの各色セグメントを透過した各色光をＳＬＭに正確なタイミングで照射させるには、カラーホイールモータの回転速度と位相とを、如何に正確に制御するかが重要となる。
そのため、従来は、カラーホイールの内部あるいは外部に、磁気方式あるいは光方式のインデックスマーカを取付け、そこからカラーホイールモータが１回転する毎に発生されるインデックスパルス信号を基に、ＳＬＭの画素を駆動する各色画像データの駆動タイミングと同期してカラーホイールモータが所定速度で回転するように、モータの回転速度と位相の制御を行なっている。
【０００５】
カラーホイールからパルス帰還を受けてカラーホイールモータの回転速度及び位相を制御する方法の一例が、特許文献１に示す特開平８−２１４５８０号公報「カラーホイールのためのデジタルモータ制御装置および方法」に記載されている。図１１は、該特許文献１に記載された従来のカラーホイールモータ制御装置を用いた画像ディスプレイ装置のブロック構成を示している。図１１において、空間的光変調器ＳＬＭ４０４を用いた画像ディスプレイ装置は、信号インタフェース４０１に入力されるビデオ信号を画素データプロセッサ４０２によりディスプレイ表示用の画素データに変換してディスプレイメモリ４０３に蓄積して、ＳＬＭ４０４に向けて出力することにより、光源４０９からカラーホイール４０８を介してフィルタリングされた照明用色光に基づいて、入力されたビデオ信号をディスプレイ表示するように構成されている。
【０００６】
ここで、カラーホイール４０８を回転駆動するカラーホイールモータ４０７の位相及び回転速度は、信号インタフェース４０１により入力ビデオ信号から抽出された垂直同期信号（基準信号）と、カラーホイール４０８に取付けられたインデックスマーカから出力されてくるインデックスパルス信号との間の速度誤差及び位相誤差を用いて、モータ制御回路４０６により制御されている。即ち、モータ制御回路４０６では、該速度誤差及び位相誤差により決定される電圧変化量に応じて、現在の入力電圧を変化させて、カラーホイールモータ４０７に対するモータ駆動信号を決定して、カラーホイールモータ４０７へ供給するようにしている。
【０００７】
しかしながら、カラーホイール４０８の回転位相を制御するために、画像ディスプレイ装置は、カラーホイールモータ４０７やカラーフィルタ、更にはカラーホイール４０８からインデックスパルス信号を生成するインデックスマーカ等、多くの部品を組立てて形成されているので、かくのごとき状態では、各部品の取付け誤差や寸法誤差が必ず発生する。したがって、インデックスマーカにより生成される、カラーホイール４０８の位相（位置）基準となるインデックスパルス信号の位相そのものにも、必ず誤差が含まれてしまう。その誤差を補正するには、実際にカラーホイール４０８を回転させ、ＳＬＭ４０４により変調された画像の混色状態を目視確認しながら、インデックスマーカの取付け位置を補正して、インデックスパルス信号の位相（位置）を微調整する作業が必要である。
【０００８】
かかる問題を解決する技術として、特許文献２に示す特開２００１−３３７３９０号公報「カラーホイールとそれを用いた色順次カラー表示装置」がある。該特許文献２に記載の技術においては、カラーホイールを取り付けるための位置決め用の穴や溝を設けて組立てることにより、カラーホイールの位置決め精度を高める方法が記載されているが、構造が複雑になり、なおかつ、かかる技術においても、取付け誤差を、少なくすることは出来たとしても、完全に無くすことは難しい。
【０００９】
また、特許文献３に示す特開平９−１２７４３７号公報「表示システム及びカラー変調データをカラーホイールフィルタセグメントに整合させる方法」には、カラーホイールの位置決め精度を高める他の方法が記載されている。図１２は、該特許文献３に記載された、従来の他のカラーホイールモータ制御装置を用いたフィールド順次カラー空間的光変調器表示システムのブロック構成を示している。図１２に示すように、空間的光変調器ＳＬＭとしてＤＭＤ５２６を用いたフィールド順次カラー表示システム５００において、ＤＡＴＡ  ＩＮとして入力されたビデオデータは、データフォーマッタ５３４によりメモリバンク５３２に記憶されていき、ＤＭＤ制御回路５３０により、ＤＭＤ５２６により表示すべきデータを、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ５３６に同期して、メモリバンク５３２から取り出してＤＭＤ５２６に供給して、入力ビデオデータに対応するカラー画像を表示している。
【００１０】
ここで、ＤＭＤ５２６を照射する着色光５２２は、光源５１６からレンズ５１８を介して集光されて入射した光ビーム５２０が、カラーホイール５１２上の小さな部分を透過して着色されてＤＭＤ５２６に対して射出されている。カラーホイール５１２は、スポーク（境界部）５１４により６個の等しい占有角度（６０度）からなる円弧状の着色セグメント５１３に分割されており、該着色セグメント５１３のＧ（緑色）とＲ（赤色）とを区切るスポーク５１４を跨いで緑と赤とを同じ大きさで検知できるように、ホイール基準マーカ５４２が配置されている。光学センサ５４０により、カラーホイール５１２上のホイール基準マーカ５４２の出力を検出する。ＤＭＤ制御回路５３０においては、光学センサ５４０により検出されたホイール基準マーカ５４２の出力により、カラーホイール５１２の回転位相を検知し、どのタイミングで、どの着色セグメント５１３に光源５１６からの光ビーム５２０が照射されているかを検知することができる。
【００１１】
更に、カラーホイール５１２を透過した着色光５２２がＤＭＤ５２６を照射している光の色を検出するための２色分の光学センサ５５０，５５０が、ＤＭＤ５２６の近傍に２個（１対）設けられており、ＤＭＤ制御回路５３０は、カラーホイール５１２上のＧ（緑色）とＲ（赤色）との着色セグメント５１３間に配置されているスポーク５１４に光源５１６からの光があることを検出した後、２つの光学センサ５５０，５６０からそれぞれ出力される照射光の色の出力が均等なバランスが得られたとのタイミングを検出して、その検出タイミングに同期させるように、メモリバンク５３２からＳＬＭを構成するＤＭＤ５２６に書込むタイミングを調整して、ＤＭＤ５２６の各色画素データによる駆動タイミングを調整する。ここで、ＤＭＤ５２６により表示されている画像の色を観測した結果に基づいて、当該人間が、機械的遅延時間調節器５４４を用いて、人間が手動で、光学センサ５４０の設置位置を調節することも可能としている。
【００１２】
なお、本明細書で引用した文献は、次に示す通りである。
【特許文献１】特開平８−２１４５８０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３７３９０号公報
【特許文献３】特開平９−１２７４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前述の特許文献３に記載の技術においては、装置内に２色分の光学センサを２個設置する構造であり、２個の各光学センサの色相とカラーホイール上の色セグメントの色相との整合を図ったり、光学センサ２個の出力のばらつきを揃えて出力合わせを行なったりする調整作業が必要であると共に、取付け位置の誤差を完全には除去し切れない等の課題が、依然として存在している。
【００１４】
かくのごとき課題に鑑みてなされたのが本発明であり、カラーホイール上に設けられたインデックスマーカから１回転毎に出力されるインデックスパルス信号を基にして、カラーホイールモータの回転速度及び位相の制御を行なうと共に、カラーホイール上に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色セグメント以外に、光源の光をそのまま透過させる無着色透明なセグメントを更に設け、カラーホイールの透過光の光路近傍の適当な位置に配置されて、透過光の光量を検出する光量センサと、該光量センサが検出した光量を予め定めた所定の閾値と比較するコンパレータとを備えて、検出された光量の変化から、カラーホイール上の該無着色透明なセグメントの位置を正確に検出することにより、実際に回転しているカラーホイールの正確な位相情報を把握し、インデックスマーカの取付け誤差等により発生するインデックスパルス信号の位相（位置）ずれを自動的に補正して調整することを可能とし、カラーホイールモータの正確な回転位相制御が可能なシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムは、次のごとき技術手段から構成されている。
第１の技術手段は、カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールの透過光路近傍に透過光の光量を検出する光量センサを備えるとともに、前記カラーホイールに光源の光を透過させる無着色透明なセグメントを備え、前記光量センサ出力の透過光量に基づき生成された白色透過開始タイミング信号と、同期信号を基に生成された白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号との位相誤差量に基づいて、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうことを特徴とする。
【００１６】
第２の技術手段は、カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールの透過光路近傍に透過光の光量を検出する光量センサを備えるとともに、前記カラーホイールに光源の光を透過させる無着色透明なセグメントを備え、前記光量センサ出力の透過光量に基づき生成された白色透過開始タイミング信号と、同期信号を基に生成された白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号との位相誤差量に基づいて遅延させた遅延インデックスパルス信号と、前記同期信号を基に作成されるモータ用基準タイミング信号または特定色切換えタイミング信号とを用いて、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうことを特徴とする。
【００１７】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段に記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記カラーホイールモータの回転位相制御は、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相の制御を行なうことを特徴とする。
【００１８】
第４の技術手段は、カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールに配設されたインデックスマーカを検知して、該カラーホイールの１回転毎にインデックスパルス信号を出力するインデックスセンサと、光源からの光が前記カラーホイールを透過する透過光の光路近傍に配置されて、該透過光の光量を検出する光量センサと、該光量センサにより検出された前記透過光の光量と予め定められた所定の閾値とを比較するコンパレータとを具備し、更に、前記カラーホイール上に、光源からの光をそのまま透過させる無着色透明なセグメントを設け、前記カラーホイール上に設けられた該無着色透明なセグメントを光源からの光が透過開始するタイミングを示す白色透過開始タイミング信号を、前記コンパレータの比較結果により生成し、かつ、入力画像信号から分離された同期信号を基にして空間的光変調器における白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号を発生させ、該白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号とを位相比較し、該位相比較結果として算出された位相誤差量に基づいて、前記インデックスパルス信号の遅延量を可変に設定して、遅延させた遅延インデックスパルス信号として出力するインデックスパルス遅延回路と、更に、該インデックスパルス遅延回路から出力される該遅延インデックスパルス信号と、入力画像信号から分離された前記同期信号を基に作成されるモータ用基準タイミング信号とを用いて、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうモータ制御回路と、を具備しているカラーホイールモータ回転位相制御システムとすることを特徴とする。
【００１９】
また、第５の技術手段は、カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールに配設されたインデックスマーカを検知して、該カラーホイールの１回転毎にインデックスパルス信号を出力するインデックスセンサと、光源からの光が前記カラーホイールを透過する透過光の光路近傍に配置されて、該透過光の光量を検出する光量センサと、該光量センサにより検出された前記透過光の光量と予め定められた所定の閾値とを比較するコンパレータとを具備し、更に、前記カラーホイール上に、光源からの光をそのまま透過させる無着色透明なセグメントを設け、前記カラーホイール上に設けられた該無着色透明なセグメントを光源からの光が透過開始するタイミングを示す白色透過開始タイミング信号を、前記コンパレータの比較結果により生成し、かつ、入力画像信号から分離された同期信号を基にして空間的光変調器における白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号を発生させ、該白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号とを位相比較し、該位相比較結果として算出された位相誤差量に基づいて、前記インデックスパルス信号の遅延量を可変に設定して、遅延させた遅延インデックスパルス信号として出力するインデックスパルス遅延回路と、更に、該インデックスパルス遅延回路から出力される該遅延インデックスパルス信号と、入力画像信号から分離された前記同期信号を基に作成される、前記空間的光変調器におけるＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの特定色への時分割処理に切換えるタイミングを示す特定色切換えタイミング信号とを用いて、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうモータ制御回路と、を具備しているカラーホイールモータ回転位相制御システムとすることを特徴とする。
【００２０】
また、第６の技術手段は、前記第５の技術手段に記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記空間的光変調器における前記特定色への時分割処理に切換えるタイミングを示す前記特定色切換えタイミング信号を特定するための前記特定色として、前記カラーホイール上において前記無着色透明なセグメントの直前に配置されているＲ，Ｇ，Ｂいずれかの色セグメントと同じ色を用いることにより、前記白色切換えタイミング信号と前記特定色切換えタイミング信号とを、前記空間的光変調器における前記特定色を時分割処理している時間間隔を与えるパルス信号の立上がりエッジと立下がりエッジとにより指定することを特徴とする。
【００２１】
また、第７の技術手段は、前記第４乃至６の技術手段に記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記コンパレータの比較結果として、前記光量センサにより検出された前記透過光の光量が、所定の前記閾値よりも大きいと判定された場合に、前記白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号との前記位相誤差量に基づいて、前記遅延インデックルパルス信号の遅延量を可変に設定する前記インデックスパルス遅延回路の動作を許可するイネーブル信号を出力する光量検出回路を更に具備し、該光量検出回路から該イネーブル信号が出力されない場合には、前記遅延インデックスパルス信号の遅延量を、前記位相誤差量に基づいて可変に設定する代わりに、予め設定されている基準値に切換えて設定することを特徴とする。
【００２２】
また、第８の技術手段は、前記第４乃至６の技術手段に記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムにおいて、前記コンパレータの比較結果として、前記光量センサにより検出された前記透過光の光量が、所定の前記閾値よりも大きいと判定された場合に、前記白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号との前記位相誤差量に基づいて、前記遅延インデックルパルス信号の遅延量を可変に設定する前記インデックスパルス遅延回路の動作を許可するイネーブル信号を出力する光量検出回路と、前記インデックスパルス遅延回路から前記遅延インデックスパルス信号が出力される都度、該遅延インデックスパルス信号の遅延量を記憶するメモリ部とを更に具備し、前記光量検出回路から前記イネーブル信号が出力されない場合には、前記遅延インデックスパルス信号の遅延量を、前記位相誤差量に基づいて可変に設定する代わりに、前記メモリ部に記憶されている前回動作時に出力された前記遅延インデックスパルス信号の遅延量に切換えて設定することを特徴とする。
【００２３】
また、第９の技術手段は、カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させて、入力画像信号に対応するカラー画像を表示する画像ディスプレイ装置において、前記カラーホイールモータの回転位相を制御するカラーホイールモータの制御システムとして、前記第１乃至第８の技術手段のいずれかに記載のカラーホイールモータ回転位相制御システムを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上のごとき各技術手段から構成される本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システム及び画像ディスプレイ装置によれば、空間的光変調器ＳＬＭを駆動する画素データの色切換えタイミングと、カラーホイールの各色セグメントを透過して着色される色光即ち空間的光変調器ＳＬＭを照射する各色光の切換えタイミングと、を自動的に正確に整合させ、安定したカラーホイールモータ制御を行なうことが可能である。これにより、従来技術においては、カラーホイールを用いた画像ディスプレイ装置の組立て時において、ＳＬＭを駆動する画素データの色切換えタイミングとカラーホイール透過光の色切換えタイミングとの整合を図るための調整を、目視確認により１台１台行なうことが必要であったが、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムを適用した画像ディスプレイ装置においては、当該画像ディスプレイ装置内で自動的に正確に整合調整を行なうことが可能となるため、組立てに要していた作業時間を大幅に短縮することができ、より低コストで、かつ、より迅速に画像ディスプレイ装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムは、カラーホイールモータによりカラーホイールを回転駆動させるカラーホイールモータ回転位相制御システムであって、前記カラーホイールに配設されたインデックスマーカを検知して、該カラーホイールの１回転毎にインデックスパルス信号を出力するインデックスセンサと、光源からの光が前記カラーホイールを透過する透過光の光路近傍に配置されて、該透過光の光量を検出する光量センサと、該光量センサにより検出された前記透過光の光量と予め定められた所定の閾値とを比較するコンパレータと、を具備している。
【００２６】
更に、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムは、前記カラーホイール上に、光源からの光をそのまま透過させる無着色透明なセグメントを設け、前記カラーホイール上に設けられた該無着色透明なセグメントを光源からの光が透過開始するタイミングを示す白色透過開始タイミング信号を、前記コンパレータの比較結果により生成し、かつ、入力画像信号から分離された同期信号を基にして空間的光変調器における白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号を発生させ、該白色切換えタイミング信号と前記白色透過開始タイミング信号とを位相比較し、該位相比較結果として算出された位相誤差量に基づいて、前記インデックスパルス信号の遅延量を可変に設定して、遅延させた遅延インデックスパルス信号として出力するインデックスパルス遅延回路と、更に、該インデックスパルス遅延回路から出力される該遅延インデックスパルス信号と、入力画像信号から分離された前記同期信号を基に作成される、前記空間的光変調器におけるＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの特定色への時分割処理に切換えるタイミングを示す特定色切換えタイミング信号とを用いて、前記白色透過開始タイミング信号と前記白色切換えタイミング信号との位相を一致させるように、前記カラーホイールモータの回転位相制御を行なうモータ制御回路と、を具備している。
【００２７】
かくのごとき手段を備えることにより、空間的光変調器ＳＬＭを駆動する画素データの色切換えタイミングと、カラーホイールの各色セグメントを透過して着色される色光即ち空間的光変調器ＳＬＭを照射する各色光の切換えタイミングと、を自動的に正確に整合させ、安定したカラーホイールモータ制御を行なうことを可能とし、従来の画像ディスプレイ装置の組立てに要していた調整作業時間を大幅に短縮することができ、より低コストで、かつ、より迅速に画像ディスプレイ装置を製造することができる。
【００２８】
以下に、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システム、及び、該カラーホイールモータ回転位相制御システムを適用した画像ディスプレイ装置の実施形態の一例について、図１乃至図１０を用いて説明する。
図１は、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムの一例を用いた画像ディスプレイ装置のブロック図を示すものである。
【００２９】
図１に示す画像ディスプレイ装置は、空間的光変調器ＳＬＭ１０４の各画素を駆動するＲ，Ｇ，Ｂ各色画素データを作成する画像生成ブロック１１と、画像生成ブロック１１によるＳＬＭ１０４のＲ，Ｇ，Ｂ各色画素データでの駆動に同期させて、カラーホイール１０８を回転させ、光源１０９からカラーホイール１０８を透過した同色の色光をＳＬＭ１０４へ照射させるためのカラーホイールモータ回転制御ブロック１２とにより構成される。
【００３０】
信号インタフェース１０１は、水平及び垂直同期成分を有するビデオ信号が標準的であるが、様々な種類の入力画像信号を受信することができ、ＰＣ等からの画像信号でも入力し得る。信号インタフェース１０１において入力画像信号から分離された同期信号（垂直同期信号）を基にして、基準タイミング信号発生回路１０５において作成されるモータ用基準タイミング信号は、モータ制御回路１０６に供給され、カラーホイール１０８の回転制御をするための基準のタイミング信号として用いられる。信号インタフェース１０１では、入力画像信号がビデオ信号であれば、Ｙ／Ｃ分離を含めて、水平及び垂直同期信号の分離、ＡＤ変換による入力画像信号のデジタル化の処理が行なわれる。
【００３１】
画素データプロセッサ１０２は、様々な信号処理を行なうことにより、ＳＬＭ１０４上に入力画像信号に基づく画像を出力するための画素データを作成する。この画素データプロセッサ１０２には、信号処理の際に、各種のデータを記憶するための処理メモリが含まれている。画素データプロセッサ１０２が行なう処理は、デガンマ補正、色空間変換、インタレース補間が含まれる。デガンマ補正は、放送信号に対して行なわれるガンマ補正の影響を除去し、ＳＬＭ１０４によって投映される画像の直線性を確保する。色空間変換は、前記データをＲＧＢデータへ変換する。インタレース補間は、インタレースデータフィールドを、奇数ライン又は偶数ラインを満たすための新データを発生させて完全なフレームに変換するために用いられる。これら処理を行なう順序としては、いずれの処理からであっても構わない。
【００３２】
ディスプレイメモリ１０３は、画素データプロセッサ１０２にて処理された画素データを受けて記憶する。ディスプレイメモリ１０３は、該画素データを入力または出力上においてビットプレーンフォーマットに形成し、該ビットプレーンフォーマットの画素データをＳＬＭ１０４へ供給する。該ビットプレーンフォーマットは、ＳＬＭ１０４の各画素に対してそれぞれ一時に１ビットを供給し、ＳＬＭ１０４の各画素はそのビットの値にしたがってオンまたはオフが切り替わる。例えば、ＳＬＭ１０４の各画素が３色それぞれ８ビットで表される場合には、３×８＝２４ビットプレーン／フレームが存在することになる。
【００３３】
通常、ディスプレイメモリ１０３は、二重バッファメモリで構成されており、少なくとも２つのディスプレイフレーム用の容量を有している。１方のディスプレイフレーム用のバッファメモリは、他方のディスプレイフレーム用のバッファメモリにデータが書き込まれている間に、ＳＬＭ１０４に読み出される。これら２つのバッファメモリは、データが連続的にＳＬＭ１０４に読み出されるように、交互に制御される。
【００３４】
ＳＬＭ１０４は、前述のごとく、空間的光変調器であり、例えば液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）から構成される。本発明は、どのようなＳＬＭを用いるディスプレイシステムに対しても、カラーホイール１０８により着色された光源照明を用いて、色画像を発生させるシステムであれば、適用することができる。
【００３５】
ＳＬＭ１０４上に照射される光は、回転するカラーホイール１０８の各色セグメント（各カラーセグメント）を透過し着色されて送られてくる。Ｒ，Ｇ，Ｂ各色画素データの画像処理は、時分割的にシーケンス化されており、入力画像信号から生成されるそれぞれの色の画素データがＳＬＭ１０４でディスプレイされる時点と同期して、各色セグメント（各カラーセグメント）のうち同色の色セグメントを、光源１０９からの光が透過するように、カラーホイール１０８は、カラーホイールモータ１０７により回転制御される。
【００３６】
基準タイミング信号発生回路１０５は、入力画像信号から分離された同期信号（水平及び垂直同期信号）と基準のクロック信号（図示せず）とを基にして、ＳＬＭ１０４にＲ，Ｇ，Ｂ各色画素データを書込むための時系列的な各種画像処理用の基準タイミング信号と、ＳＬＭ１０４に書込む画素データの色切換え時点即ち時分割処理切換えタイミングを示す色切換えタイミング信号とを発生させ、該色切換えタイミング信号に同期して、カラーホイール１０８を透過した着色光の色切換えが行なわれるように、同期信号（垂直同期信号）を基に作成されたモータ制御用の基準タイミングを示すモータ用基準タイミング信号も出力する。
【００３７】
モータ制御回路１０６は、詳細は後述するが、カラーホイール１０８に配設されたインデックスマーカ１１０を検知して生成されたインデックスパルス信号を適切な遅延量だけ遅延させた遅延インデックスパルス信号と、モータ用基準タイミング信号とを用いて、あるいは、遅延インデックスパルス信号と、ＳＬＭ１０４におけるＲ，Ｇ，Ｂいずれか特定色への時分割処理に切換えるタイミングを示す特定色切換えタイミング信号とを用いて、カラーホイール１０８の回転速度と位相の誤差を検出し、カラーホイール１０８の回転位相とＳＬＭ１０４の各画素の駆動用位相とを同期させるように、カラーホイールモータ１０７に駆動信号を出力し、カラーホイールモータ１０７の回転速度、位相を制御する回転位相制御を行なう。
【００３８】
ここで、インデックスパルス信号は、カラーホイール１０８の近傍に配置されたインデックスセンサ１１１により、カラーホイール１０８が１回転する都度、カラーホイール１０８上又は周縁部に設けられたインデックスマーカ１１０を検知して生成されるものであり、カラーホイール１０８の回転速度と位相とを検出することができる。また、遅延インデックスパルス信号は、インデックスパルス遅延回路１１６により、ＳＬＭ１０４における色切換えタイミングとカラーホイール１０８の同色の色セグメントへの切換えタイミング（例えば、ＳＬＭ１０４における白色データに対する時分割処理を開始する白色切換えタイミングと、カラーホイール１０８上の白色Ｗセグメントへの透過が開始される白色透過開始タイミング）との位相誤差量に応じて算出される遅延量だけ、インデックスパルス信号を遅延させて生成される。また、モータ用基準タイミング信号は、基準タイミング信号発生回路１０５により、入力画像信号から分離された同期信号に基づいて作成される。
【００３９】
例えば、モータ制御回路１０６は、カラーホイール１０８の回転速度が標準ディスプレイ速度の６０フレーム／秒の所定倍数の回転速度となるように、カラーホイールモータ１０７を制御し、カラーホイール１０８の位相がカラーホイール１０８の透過光がＳＬＭ１０４で表示される画素データの色に一致するように、カラーホイールモータ１０７の速度を加速又は減速して制御する。なお、カラーホイールモータ１０７は、通常、３相などの多相モータである。
【００４０】
カラーホイール１０８は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色セグメント（領域）を有し、更に、光源１０９からの光をそのまま透過させる無着色透明なセグメント（領域）も有する。図１の例においては、各色セグメントをそれぞれ１箇所に纏めて配置しているが、２箇所以上に分散して配置することも可能である。また、各色セグメントの色にＲ，Ｇ，Ｂ以外の色を用いたり、各色セグメントの占有角度の配分を様々に設定することも可能である。図１では、白色の色セグメントの占有角度は小さくし、その他のＲ，Ｇ，Ｂ各色セグメントの占有角度を同じ大きさにして配置している例を示している。
光源１０９の光は、カラーホイール１０８の無着色透明なセグメント以外の各色セグメントを透過時に各色にそれぞれ着色され、ＳＬＭ１０４を照射する。
【００４１】
インデックスマーカ１１０は、カラーホイール１０８と共に回転する部位（カラーホイール１０８上部あるいは周縁部）に設置され、一方、インデックスセンサ１１１は、回転しない部位に設置されていて、カラーホイール１０８が１回転する間に１回だけカラーホイール１０８に設置されたインデックスマーカ１１０と近接し得る位置に配置されている。インデックスセンサ１１１は、カラーホイール１０８が１回転する間に１回、カラーホイール１０８に設けられたインデックスマーカ１１０を検知してインデックスパルス信号を出力する。インデックスセンサ１１１としては、光学式や磁気式等、様々なものを利用可能である。
【００４２】
光量センサ１１２は、光源１０９から射出されてカラーホイール１０８を透過して着色された透過光の光量を検出するものであり、該透過光がＳＬＭ１０４を照射する光源照明光路に近接して設置され、ＳＬＭ１０４を照射する該透過光の光路は妨げないが、該透過光の光量が検出できる位置に設置される。図１に示すカラーホイール１０８における透過光量は、無着色透明なＷ（無色）セグメントを透過する光量が最も多く、次に、Ｇ（緑色）、Ｒ（赤色）、Ｂ（青色）の順になるのが一般的である。
【００４３】
コンパレータ１１３は、図２に示すように、光量センサ１１２からの受光出力（即ち、光量センサ１１２により検出された透過光の光量）を予め定められた所定の閾値（スレッショールドレベル）と比較し、比較結果によりＨｉ（Ｈｉｇｈ）レベルまたはＬｏ（Ｌｏｗ）レベルの出力パルス信号を出力する。ここに、図２は、カラーホイール１０８の透過光の光量に応じて、それぞれの出力パルス信号を出力する光量センサ１１２、コンパレータ１１３、光量検出回路１１５の各出力の概略波形図である。
【００４４】
ここで、カラーホイール１０８の各色セグメントの配置と回転方向は、図1に示す通りであり、回転方向にＷ，Ｇ，Ｒ，Ｂの順に各色セグメントが纏められた状態に配置されている例を示している。図２（Ａ1）、（Ａ2）は、カラーホイール１０８の各色セグメントを透過する光量の光量センサ１１２における出力波形とスレッショールドレベルとを示し、図２（Ｂ1）、（Ｂ2）は、それぞれ、図２（Ａ1）、（Ａ2）の光量センサ１１２の出力波形の場合のコンパレータ１１３における出力波形を示し、図２（Ｃ1）、（Ｃ2）は、それぞれ、図２（Ｂ1）、（Ｂ2）のコンパレータ１１３の出力波形の場合の光量検出回路１１５における出力波形を示している。なお、図２（Ａ1）、（Ｂ1），（Ｃ1）は、光源１０９のランプ点灯直後あるいは光源１０９の異常発生などの低輝度時の様子を示し、図２（Ａ2）、（Ｂ2），（Ｃ2）は、ランプ輝度が高い状態に安定している安定時の様子を示している。
【００４５】
図２の例においては、図２（Ａ1）に示すように、光源１０９のランプが低輝度の場合、カラーホイール１０８のいずれの色セグメントにおいても、光量センサ１１２では、予め定められたスレッショールドに達する光量は得られず、図２（Ｂ1）に示すように、コンパレータ１１３の比較結果を示す出力波形（光量変化パルス）は、Ｌｏレベルとなり、図２（Ｃ1）に示すように、光量検出回路１１５の出力（イネーブル信号）も、Ｌｏレベルとなる。一方、図２（Ａ2）に示すように、光源１０９のランプが高輝度に安定している場合、カラーカラーホイール１０８の透過光のうち、最も透過光量が多いＷ（白色）セグメントでの受光出力と次に多いＧ（緑色）セグメントでの受光出力との間に、予め定められたスレッショールドレベルが設定されていて、図２（Ｂ2）に示すように、コンパレータ１１３の比較結果を示す出力波形としては、Ｗセグメント領域と同期した光量変化パルスが得られ、図２（Ｃ2）に示すように、光量検出回路１１５の出力（イネーブル信号）は、Ｈｉレベルとなる。
【００４６】
位相比較回路１１４は、コンパレータ１１３から出力される図２（Ｂ2）のごとき光量変化パルスと、白色データの直前に位置する緑色（Ｇ）の画素データの表示が終了するタイミングを示す白色順次切換えパルスとを位相比較し、その位相誤差量を出力する。ここで、光量変化パルスとは、コンパレータ１１３の比較結果に基づいて、光源１０９からの光がカラーホイール１０８のＷ（白色）セグメントを透過開始するタイミング情報即ち白色透過開始タイミング信号を示している。また、白色順次切換えパルスとは、入力画像信号から分離された同期信号に基づいて基準タイミング信号発生回路１０５から出力されるものであり、ＳＬＭ１０４の各画素を駆動する画像処理用基準タイミング信号のうち、ＳＬＭ１０４における画素データの白色データへの時分割処理に切換えるタイミングを示す白色切換えタイミング信号を意味している。
【００４７】
光量検出回路１１５には、コンパレータ１１３から出力される光量変化パルスが入力される。前述の図２（Ｂ2）に示すように、コンパレータ１１３から出力される該光量変化パルスにＨｉレベルのパルスが含まれているか否かを検出し、Ｈｉレベルのパルスが含まれている場合には、前述の図２（Ｃ2）に示すように、光量検出回路１１５から出力するイネーブル信号をＨｉレベルとし、一方、図２（Ｂ1）に示すように、該光量変化パルスにＨｉレベルのパルスが含まれていない場合には、図２（Ｃ1）に示すように、光量検出回路１１５から出力するイネーブル信号をＬｏレベルとする。
【００４８】
ここに、光量検出回路１１５からのイネーブル信号は、図１に示す構成において、光源１０９からカラーホイール１０８の各色セグメントを透過した照明光が十分明るく、遅延インデックスパルス信号の遅延量を位相比較回路１１４の位相比較結果、即ち、白色切換えタイミング信号と白色透過開始タイミング信号との位相誤差量に基づいて、可変に設定するインデックスパルス遅延回路１１６の動作を行なうことができるか否か、を指示する信号である。
【００４９】
即ち、光量検出回路１１５から出力されるイネーブル信号は、インデックスパルス遅延回路１１６の動作を許可するか否かを示すものであり、透過光の光量が予め定められたスレッショールドよりも低下して、イネーブル信号がＬｏレベル（即ち出力されない状態）にある場合には、インデックスパルス遅延回路１１６の通常の動作を抑止して、無着色透明なセグメントを透過開始する白色透過開始タイミングを用いたカラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうことができる状態にはないことを示し、一方、イネーブル信号がＨｉレベル（即ち出力されている状態）にある場合には、インデックスパルス遅延回路１１６の通常の動作を許可して、無着色透明なセグメントを透過開始する白色透過開始タイミングを用いたカラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうことができる状態にあることを示している。
【００５０】
インデックスパルス遅延回路１１６は、位相比較回路１１４から出力される位相誤差量に基づいて、該位相誤差量をより小さくするように、カラーホイール１０８が１回転する毎に１回出力されるインデックスパルス信号の遅延量を可変に制御し、該遅延量にて遅延処理された遅延インデックスパルス信号を、モータ制御回路１０６に対して出力する。なお、前述したように、インデックスパルス遅延回路１１６において、位相比較回路１１４から出力される前記位相誤差量に基づいて実施されるインデックスパルス遅延処理は、光量検出回路１１５からのイネーブル信号がＨｉレベルの場合、即ち、光源１０９からカラーホイール１０８の各色セグメントを透過してＳＬＭ１０４を照射する光の明るさが十分であり、無着色透明なセグメントを透過開始する白色透過開始タイミングを用いたカラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうことが可能である場合、にのみ行なわれる。
【００５１】
光量検出回路１１５からのイネーブル信号がＬｏレベルとなる、システム立上げ時や光源異常時等のごとく、光源１０９からカラーホイール１０８の各色セグメントを透過してＳＬＭ１０４を照射する光の明るさが十分ではなく、無着色透明なセグメントを透過開始する白色透過開始タイミングを用いたカラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうことが可能な状態にはないと判断された場合には、インデックスパルス信号の遅延量の設定は、カラーホイール１０８のタイミングを示す白色透過開始タイミング信号とＳＬＭ１０４の時分割処理のタイミングを示す白色切換えタイミングとの位相誤差量を用いて算出される遅延量ではなく、直前の設定値のままに保持したり、又は、予め設定された値である基準遅延量とする等の処理に切換えられる。このため、インデックスパルス遅延回路１１６には、メモリ部を含み、遅延処理における直前のインデックスパルス遅延量の設定値を、該メモリ部にて常に更新して記憶している。また、設計的に標準となる前記基準遅延量（基準値）についても、該メモリ部にて記憶しておいても良いし、別のメモリ回路や回路論理として設定するようにしても良い。
【００５２】
而して、ＳＬＭ１０４への照射光の明るさが十分でなく、位相比較回路１１４から出力される位相誤差量に基づいたインデックスパルス信号の遅延量の制御を行なうことができないと判断された場合には、位相誤差量に基づいて算出する遅延量から切換えて、該メモリ部に記憶された遅延量設定値、即ち、前回のインデックスパルス遅延回路１１６の動作時に設定されたインデックスパルス遅延量、又は、該メモリ部又は別のメモリ回路や回路論理により設定されている前記基準遅延量の、いずれかを読出して、今回のインデックスパルス信号の遅延量として設定される。このような切換えを行なうことにより、システム動作の起動時や異常時にも、カラーホイールモータ１０７の安定した回転位相制御動作を可能としている。
【００５３】
図１、図２に示す各信号の極性、タイミング等は、本発明の説明の一例として示したものであり、これと異なる設定とすることも勿論可能である。次に、図３乃至図１０を用いて、本発明におけるカラーホイールモータ１０７の回転位相制御について更に詳しく説明する。ここに、図３は、カラーホイール１０８とインデックスマーカ１１０とインデックスセンサ１１１との位置関係を説明する概念図であり、図４乃至図１０は、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおける各部の制御タイミングを説明する概念図である。また、図４は、インデックスマーカ１１０が正確な取付け位置として標準状態にある場合の各部の制御タイミングを説明する概念図である。また、図５、図６及び図７は、いずれも、インデックスマーカ１１０が取付けずれ状態１として進み位置に取り付けられた場合における各部の制御タイミングを説明する概念図であり、カラーホイールモータ１０７の回転位相の制御順に並べている。逆に、図８、図９及び図１０は、いずれも、取付けずれ状態２として遅れ位置に取り付けられた場合における各部の制御タイミングを説明する概念図であり、カラーホイールモータ１０７の回転位相の制御順に並べている。
【００５４】
図３に示すカラーホイール１０８においては、色セグメント（カラーセグメント）は、前述のように、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の他に、無着色透明なＷ（無色）を更に設けた合計４つの領域から構成されており、インデックスマーカ１１０は、Ｒ領域とＢ領域との色セグメントの境界線上の周縁部に設置されており、一例として、光源１０９からの光がカラーホイール１０８を透過する点ｐと、インデックスセンサ１１１の設置中心位置ｑとは、カラーホイール１０８の中心位置ｏから見て、半径方向の同一線上にあるものとする。また、カラーホイール１０８は、時計回りに回転し、光源１０９からの光の透過位置をＷ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｗ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、…の色セグメント順に切換えるように回転する。
【００５５】
（１）まず、インデックスマーカ１１０の標準状態として、インデックスマーカ１１０が設計上の標準位置に正確に取り付けられている場合について説明する（図４参照）。
カラーホイール１０８が所定速度で回転すると、カラーホイール１０８を透過する透過光は、図４にあるように、Ｗ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｗ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、…の順に着色され、それぞれの色に着色される時間幅は、カラーホイール１０８上の各色の色セグメントの占有角度に依存する。
【００５６】
インデックスパルス信号は、カラーホイール１０８の透過光の色がＢ（青色）からＲ（赤色）に切換わるタイミングでインデックスセンサ１１１から出力され、インデックスパルス遅延回路１１６にて、インデックスパルス信号の発生タイミングから標準の遅延時間Ｔ＝ｔ０だけ遅れたタイミングで遅延インデックスパルス信号として作成される。ここで、カラーホイール１０８の透過光の色がＢ（青色）からＲ（赤色）に切換わるタイミングで発生するインデックスパルス信号が、遅延時間Ｔ＝ｔ０だけ遅延されて、遅延インデックスパルス信号として発生するというタイミングは、標準状態においては、図４に示すように、カラーホイール１０８の透過光の色がＲ（赤色）からＧ（緑色）に切換わるタイミングに一致するように設定されている。
【００５７】
一方、入力画像信号の同期信号に対応して、基準タイミング信号発生回路１０５において画像処理用基準タイミング信号として、ＳＬＭ１０４における各画素を駆動する画素データへの時分割色切換えタイミングに同期して出力レベルが変化するカラー時分割切換えパルスが生成されている。ここで、カラーホイール１０８の回転位相制御を行なうために、該カラー時分割切換えパルスのうち、カラーホイール１０８上のＷ（白色）セグメントの直前に配置されている特定色、即ち、図４乃至図１０の各図においては、Ｇ（緑色）のセグメントと、同色の画素データによりＳＬＭ駆動を行なう時分割処理がなされる時間間隔を示すカラー時分割切換えパルスを用いる。即ち、図４乃至図１０に示すように、Ｇ（緑色）のカラー時分割切換えパルス信号は、Ｇ（緑色）画素データによりＳＬＭ駆動を行なう時分割処理時間中においてはＨｉレベルとなり、その他のＷ，Ｒ，Ｂ画素データによりＳＬＭ駆動を行なう時分割処理時間中においてはＬｏレベルとなる信号である。
【００５８】
かくのごとく、カラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうために、Ｗ（白色）セグメントの直前に配置されている特定色セグメント即ちＧ（緑色）のセグメントと同色の画素データへのカラー時分割切換えパルス信号即ち特定色時分割切換えパルス信号から、カラーホイール１０８の回転位相制御用に用いるイミング信号を得ることとすれば、白色データの直前の特定色即ちＧ画素データの時分割処理への切換えがなされる特定色切換えタイミング位置と、直後に続く白色データの時分割処理への切換えがなされる白色切換えタイミング位置とを、ＳＬＭ１０４における該特定色即ちＧ画素データを時分割処理する時間間隔を与える特定色時分割切換えパルス信号即ちＧ（緑色）カラー時分割切換えパルス信号の立上がりエッジと立下がりエッジとにより指定することが可能となる。
【００５９】
まず、特定色即ちＧ画素データによりＳＬＭ駆動を開始するタイミングを示す特定色切換えタイミング信号即ち特定色時分割切換えパルスの立上がりエッジと、遅延インデックスパルス信号の発生タイミングを示す遅延インデックスパルス発生タイミング信号即ち遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジとに基づいて、まず、モータ制御回路１０６において、これらの位相が一致するように、遅延インデックスパルス信号の遅延時間Ｔが調整されて、カラーホイールモータ１０７の回転速度が制御される。
【００６０】
ここに、遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジとは、前述のごとく、カラーホイール１０８が１回転する毎に出力されるインデックスパルス信号の遅延量をインデックスパルス遅延回路１１６により可変に設定して適宜遅延出力される遅延インデックスパルス信号の発生タイミング位置を示しているものである。一方、特定色時分割切換えパルスの立上がりエッジとは、入力画像信号から分離された同期信号を基に基準タイミング発生回路１０５により作成される画像処理用基準タイミング信号の一つとして発生される空間的光変調器ＳＬＭ１０４におけるＲ，Ｇ，Ｂいずれか特定色の画素データへの時分割処理切換えタイミング位置を示すものである。本実施例においては、前記特定色セグメントとして、前述のように、カラーホイール１０８上、次にＷ（白色）セグメントに切換えられる位置に配置されているＧ（緑色）セグメントと同じ色を用いる、即ち、ＳＬＭ１０４において次にＷ画素データの時分割処理を行なうことになるＧ画素データを用いる場合を示している。
【００６１】
一方、光源が十分に明るく、カラーホイール１０８の色セグメントがＷ領域にある時には、カラーホイール１０８の透過光の光量がスレショールドレベルよりも大きくなり、コンパレータ１１３から光量変化パルスが発生している。該光量変化パルスの立上がりエッジと、前記特定色時分割切換えパルスの立下がりエッジとに基づいて、モータ制御回路１０６において、これらの位相が一致するように、インデックスパルス信号からの遅延時間Ｔが調整されて、カラーホイールモータ１０７の回転速度が制御される。
【００６２】
ここに、光量変化パルスの立上がりエッジとは、カラーホイール１０８上に設けられたＷ（白色）セグメントに切換わって光源１０９からの光が透過開始するタイミング位置を示す白色透過開始タイミング信号であり、一方、前記特定色時分割切換えパルスの立下がりエッジとは、Ｇ画素データによるＳＬＭ駆動が終了し、Ｇセグメントの次に配置されているＷセグメントと同色の白色データに対するＳＬＭ駆動処理が開始されるタイミング位置を示すものであり、入力画像信号から分離された同期信号を基に基準タイミング信号発生回路１０５により作成される空間的光変調器ＳＬＭ１０４におけるＷ（白色）データへの時分割処理切換えタイミングを示す白色切換えタイミング信号である。
【００６３】
インデックスマーカ１１０の標準の取付け状態を示す図５においては、遅延時間Ｔ＝ｔ０にて、白色透過開始タイミング信号と白色切換えタイミング信号との前記位相が完全に一致しており、この状態でカラーホイールモータ１０７は正しく回転位相制御された状態となる。
【００６４】
なお、前述の実施例においては、カラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうために、Ｗ（白色）セグメントの直前に配置されている特定色セグメント即ちＧのセグメントと同色の画素データへの特定色時分割切換えパルスから得られるタイミング信号を用いている場合を示したが、本発明においては、カラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうために用いる特定色として、かくのごとく、Ｗ（白色）セグメントの直前に配置されている特定色に固定するものではなく、Ｒ，Ｇ，Ｂいずれの色を用いるようにしても構わない。
【００６５】
更に、前述の実施例においては、特定色即ちＧ画素データによりＳＬＭ駆動を開始するタイミングを示す特定色切換えタイミング信号と遅延インデックスパルス信号の発生タイミングを示す遅延インデックスパルス発生タイミング信号との位相関係、及び、Ｗ（白色）セグメントに切換わって光源１０９からの光が透過開始するタイミング位置を示す白色透過開始タイミング信号とＷ（白色）画素データへの時分割処理切換えタイミングを示す白色切換えタイミング信号との位相関係、の双方の位相比較結果に基づいて、カラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なう例を示したが、本発明においては、特定色切換えタイミング信号の代わりに、入力画像信号から分離された同期信号を基に作成されたモータ用基準タイミング信号を用いて、カラーホイールモータ１０７の回転位相制御を行なうようにしても構わない。
【００６６】
（２）次に、インデックスマーカ１１０が取付けずれ状態１として（１）項で説明した標準状態よりも進んだ位置、即ち、Ｒ領域とＢ領域との色セグメントの境界線上からＢセグメント側にずれた位置にインデックスマーカ１１０が取り付けられている状態にある場合について説明する（図５乃至図７参照）。
前記インデックスマーカ取付けずれ状態１で、（１）項で前述した標準状態と同じ条件にて、カラーホイールモータ１０７を回転位相制御させると、遅延時間Ｔ＝ｔ０だけ遅延させた遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジが、カラーホイール１０８のＲ領域とＧ領域との色セグメント（カラーセグメント）の切換え位置に一致せず、Ｗ（白色）セグメントの直前にあるＧ（緑色）セグメントと同色の特定色即ちＧ画素データによりＳＬＭ駆動を開始するタイミング（特定色切換えタイミング信号）を示すカラー時分割切換えパルスの立上がりエッジとの間には、インデックスマーカ１１０の取付け位置ずれがある分だけ、時間ずれΔＴ＝ｔａを生じ、図５のようになる。
【００６７】
このため、該時間ずれΔＴ＝ｔａを０とするように、カラーホイールモータ１０７は、モータ制御回路１０６により更に制御され、図６に示すように、（１）項と同様に、遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジと、特定色のＧ画素データによりＳＬＭ駆動を開始するタイミングを示すカラー時分割切換えパルスの立上がりエッジとの位相が一致する状態に回転位相が制御される。
【００６８】
しかしながら、遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジ即ち遅延インデックスパルス発生タイミング信号と、カラー時分割切換えパルスの立上がりエッジ即ち特定色切換えタイミング信号との位相が一致した状態になったとしても、遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジは、カラーホイール１０８の色セグメントがＲ領域からＧ領域に切換わる位置ではなく、Ｒ領域の途中にある。従って、カラーホイール１０８の色セグメントがＷ領域において発生する光量変化パルスの立上がりエッジ即ち白色透過開始タイミング信号と、特定色のＧ画素データによるＳＬＭ駆動が終了し、Ｇ画素データの次に位置するＷ（白色）データに対するＳＬＭ駆動処理が開始されるタイミングを示す、Ｇ画素データのカラー時分割切換えパルスの立下がりエッジ即ち白色切換えタイミング信号とは、インデックスマーカ１１０の取付け位置にずれがあるため、図６に示すように、やはり、位相が一致せず、時間ずれΔＴ＝ｔｂを生じる。このため、該時間ずれΔＴ＝ｔｂを０とするように、インデックスパルス信号の遅延時間Ｔが、モータ制御回路１０６により更に調整される。
【００６９】
図７に示すように、インデックスパルス信号の該遅延時間Ｔは標準状態のｔ０よりも大きな値ｔ１として、モータ制御回路１０６によりカラーホイールモータ１０７の回転位相を制御することにより、カラーホイール１０８の色セグメントがＷ領域で発生する光量変化パルスの立上がりエッジ即ち白色透過開始タイミング信号と、Ｇ画素データによるＳＬＭ駆動が終了し、Ｗセグメントに対するＳＬＭ駆動処理が開始するタイミングを示す、カラー時分割切換えパルスの立下がりエッジ即ち白色切換えタイミング信号の位相とが一致する状態に回転位相が制御される。
この状態に制御されることにより、カラー時分割切換えパルスと遅延インデックスパルスと光量変化パルスとは、標準状態と同一の位相状態になり、カラーホイールモータ１０７は、正しく回転位相制御された状態となっている。
【００７０】
（３）次に、取付けずれ状態２はインデックスマーカ１１０が（１）項で説明した標準状態よりも遅れた位置、即ち、Ｒ領域とＢ領域との色セグメントの境界線上からＲセグメント側にずれた位置にインデックスマーカ１１０が取り付けられている状態にある場合について説明する（図８乃至図１０参照）。
前記インデックスマーカ取付けずれ状態２で、（１）項で前述した標準状態と同じ条件にて、カラーホイールモータ１０７を回転位相制御させると、遅延時間Ｔ＝ｔ０だけ遅延させた遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジが、カラーホイール１０８のＲ領域とＧ領域との色セグメント（カラーセグメント）の切換え位置に一致せず、Ｗ（白色）セグメントの直前にあるＧ（緑色）セグメントと同色の特定色即ちＧ画素データによりＳＬＭ駆動を開始するタイミング（特定色切換えタイミング信号）を示すカラー時分割切換えパルスの立上がりエッジとの間には、インデックスマーカ１１０の取付けずれのある分だけ、時間ずれΔＴ＝ｔｃを生じ、図８のようになる。
【００７１】
このため、該時間ずれΔＴ＝ｔｃを０とするように、カラーホイールモータ１０７は、モータ制御回路１０６により更に制御され、図９に示すように、遅延インデックスパルスの立上がりエッジと、特定色のＧ画素データによりＳＬＭ駆動を開始するタイミングを示すカラー時分割切換えパルスの立上がりエッジとの位相が一致する状態に回転位相が制御される。
【００７２】
しかしながら、遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジ即ち遅延インデックスパルス発生タイミング信号と、カラー時分割切換えパルスの立上がりエッジ即ち特定色切換えタイミング信号との位相が一致した状態になったとしても、遅延インデックスパルス信号の立上がりエッジは、カラーホイール１０８の色セグメントがＲ領域からＧ領域に切換わる位置ではなく、Ｇ領域の途中にある。従って、カラーホイール１０８の色セグメントがＷ領域において発生する光量変化パルスの立上がりエッジ即ち白色透過開始タイミング信号と、特定色のＧ画素データによるＳＬＭ駆動が終了し、Ｇ画素データの次に位置するＷ（白色）データに対するＳＬＭ駆動処理が開始されるタイミングを示す、Ｇ画素データのカラー時分割切換えパルスの立下がりエッジ即ち白色切換えタイミング信号とは、インデックスマーカ１１０の取付け位置にずれがあるため、図９に示すように、やはり、位相が一致せず、時間ずれΔＴ＝ｔｄを生じる。このため、該時間ずれΔＴ＝ｔｄを０とするように、インデックスパルスの遅延時間Ｔが、モータ制御回路１０６により更に調整される。
【００７３】
図１０に示すように、インデックスパルス信号の該遅延時間Ｔは標準状態のｔ０よりも小さな値ｔ２として、モータ制御回路１０６によりカラーホイールモータ１０７の回転位相を制御することにより、カラーホイール１０８の色セグメントがＷ領域で発生する光量変化パルスの立上がりエッジ即ち白色透過開始タイミング信号と、Ｇ画素データによるＳＬＭ駆動が終了し、Ｗセグメントに対するＳＬＭ駆動処理が開始するタイミングを示す、カラー時分割切換えパルスの立下がりエッジ即ち白色切換えタイミング信号の位相とが一致する状態に回転位相が制御される。
この状態に制御されることにより、カラー時分割切換えパルスと遅延インデックスパルスと光量変化パルスとは、標準状態と同一の位相状態になり、カラーホイールモータ１０７は、正しく回転位相制御された状態となっている。
【００７４】
以上の説明において設定されるインデックスパルスの遅延時間Ｔ＝ｔ１やｔ２は、カラーホイールユニット組立て状態から予め規定される固有の値であり、遅延時間Ｔ＝ｔ１やｔ２は、組立てられた各カラーホイールユニットそれぞれにおいて、ほぼ変化しない値であると想定される。而して、遅延時間Ｔ＝ｔ１やｔ２をメモリ回路において予め記憶させ、次のシステム起動時には、該メモリ回路に記憶されたこれらの値を、最初からインデックスパルス遅延時間Ｔとして用いて位相制御を行なえば、カラーホイールモータ１０７の回転位相を制御する制御時間の更なる短縮を図ることが可能である。なお、該メモリ回路としては、書換え動作が不要な半固定の記憶手段であっても、特定の回路論理により保持するようにしても良く、カラーホイールユニットの組立て時に、遅延時間Ｔ＝ｔ１やｔ２を書込んだり設定したりすることとすれば良い。
【００７５】
なお、図４乃至図１０に示す各種信号の極性、タイミングは一例として示したものであり、本発明においてこれらと異なるものとすることも、勿論可能である。
また、カラーホイールユニット組立て時には、インデックスマーカ１１０だけでなく、インデックスセンサ１１１やカラーホイールモータ１０７や色セグメントを配する円盤の取付け位置のずれ等、多くのカラーホイールモータ回転位相制御に関わる誤差発生要因がある。図４乃至図１０を用いた前述の説明においては、これら全ての部品の取付け位置のずれをインデックスマーカ１１０の取付け位置のずれに代表させて説明したものであり、本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システム及び画像ディスプレイ装置は、前述した全ての取付け位置のずれから発生する誤差をも包含して自動的に補正することを可能とするものであることは、以上の説明からも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムの一例を用いた画像ディスプレイ装置のブロック図である。
【図２】カラーホイールの透過光の光量に応じて、それぞれの出力パルス信号を出力する光量センサ、コンパレータ、及び、光量検出回路の各出力の概略波形図である。
【図３】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるカラーホイールとインデックスマーカとインデックスセンサとの位置関係を説明する概念図である。
【図４】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが正確な取付け位置として標準状態にある場合の各部の制御タイミングを説明する概念図である。
【図５】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが取付けずれ状態１として進み位置に取り付けられた場合における各部の制御タイミングを説明する概念図である。
【図６】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが取付けずれ状態１として進み位置に取り付けられた場合における、図５に続く各部の制御タイミングの例を説明する概念図である。
【図７】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが取付けずれ状態１として進み位置に取り付けられた場合における、図６に続く各部の制御タイミングの例を説明する概念図である。
【図８】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが取付けずれ状態２として遅れ位置に取り付けられた場合における各部の制御タイミングを説明する概念図である。
【図９】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが取付けずれ状態２として遅れ位置に取り付けられた場合における、図８に続く各部の制御タイミングの例を説明する概念図である。
【図１０】本発明に係るカラーホイールモータ回転位相制御システムにおけるインデックスマーカが取付けずれ状態２として遅れ位置に取り付けられた場合における、図９に続く各部の制御タイミングの例を説明する概念図である。
【図１１】従来のカラーホイールモータ制御装置を用いた画像ディスプレイ装置のブロック構成を示すブロック構成図である。
【図１２】従来の他のカラーホイールモータ制御装置を用いたフィールド順次カラー空間的光変調器表示システムのブロック構成を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
１１…画像生成ブロック、１２…カラーホイールモータ回転制御ブロック、１０１…信号インタフェース、１０２…画素データプロセッサ、１０３…ディスプレイメモリ、１０４…空間的光変調器ＳＬＭ、１０５…基準タイミング信号発生回路、１０６…モータ制御回路、１０７…カラーホイールモータ、１０８…カラーホイール、１０９…光源、１１０…インデックスマーカ、１１１…インデックスセンサ、１１２…光量センサ、１１３…コンパレータ、１１４…位相比較回路、１１５…光量検出回路、１１６…インデックスパルス遅延回路、４０１…信号インタフェース、４０２…画素データプロセッサ、４０３…ディスプレイメモリ、４０４…空間的光変調器ＳＬＭ、４０５…マスタタイミング回路、４０６…モータ制御回路、４０７…カラーホイールモータ、４０８…カラーホイール、４０９…光源、５００…フィールド順次カラー表示システム、５１２…カラーホイール、５１３…着色セグメント、５１４…スポーク、５１６…光源、５１８…レンズ、５２０…光ビーム、５２２…着色光、５２６…ＤＭＤ、５３０…ＤＭＤ制御回路、５３２…メモリバンク、５３４…データフォーマッタ、５３６…垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、５４０…光学センサ、５４２…ホイール基準マーカ、５４４…機械的遅延時間調節器、５５０，５６０…光学センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005242175.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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