(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色フィルタを有する色円板の回転によりランプからの光を時分割で色分離した後、画像表示デバイスで光変調して画像形成を行う画像表示装置であって、
上記色円板の回転状態を検出する色円板回転状態検出部と、
上記色円板回転状態検出部で上記色円板の回転が停止したと判定した場合に、上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
色フィルタを有する色円板の回転によりランプからの光を時分割で色分離した後、画像表示デバイスで光変調して画像形成を行う画像表示装置であって、
上記色円板上に設けた回転位置マークを読み取る回転位置検出部と、
上記回転位置検出部の出力信号に基づき上記色円板の回転状態を検出する色円板回転状態検出部と、
上記色円板回転状態検出部において上記色円板の回転が停止したと判定した場合に、上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
上記色円板回転状態検出部は、上記回転位置検出部の出力信号がある場合は上記色円板が回転していると判定し、該出力信号がない場合は該色円板が停止していると判定する構成である請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
色フィルタを有する色円板の回転によりランプからの光を時分割で色分離した後、画像表示デバイスで光変調して画像形成を行う画像表示装置であって、
上記色円板上に設けた回転位置マークを読み取る回転位置検出部と、
上記回転位置検出部の出力信号に基づき上記色円板の回転が正常か異常な高速回転かを判別する色円板回転数検出部と、
上記色円板回転数検出部による判別の結果、上記色円板の回転が異常な高速回転の場合に、Ｌｏｗレベル信号を出力する色円板回転状態検出部と、
上記Ｌｏｗレベル信号に基づき上記色円板の回転を停止させる色円板制御部と、
上記Ｌｏｗレベル信号に基づき上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすように制御するランプ制御部と、
を備え、
上記色円板の異常な高速回転状態を検出した場合にも、該色円板の回転を停止させるとともに、上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすようにすることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式色フィルタで色分離した光を表示デバイスに照射する画像表示技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光源からの白色光を緑、赤、青の３原色の色フィルタで色分離し画像表示デバイスに照射して画像形成を行う方式の画像表示技術においては、ランプの光束径を小さくして色フィルタを通すようにし、これによって混色を防止するようにしている。また、色フィルタを設けた円板も毎分数千回転で回転させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の場合、光源ランプが点灯している状態で色フィルタの回転が停止した場合、色フィルタのある一点にランプ光が集中してしまうため、ランプ光の熱による温度上昇で該色フィルタが損傷したり変形したりするおそれがある。また、円板が異常な高速回転をした場合には、振動や騒音が増大するだけでなく、遠心力によって該色フィルタが破損するおそれもある。
本発明の課題点は、（１）光源ランプの光が色フィルタの一定部分に集中しないこと、（２）集中したとしてもその部分での温度上昇が少ないこと、（３）色フィルタが異常な高速回転したときは、迅速に減速化対応が可能なこと、等である。
本発明の目的は、上記課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、
（１）色フィルタを有する色円板の回転によりランプからの光を時分割で色分離した後、画像表示デバイスで光変調して画像形成を行う画像表示装置として、上記色円板の回転状態を検出する色円板回転状態検出部と、該色円板回転状態検出部で上記色円板の回転が停止したと判定した場合に、上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすように制御する制御部とを備えた構成とする。
（２）色フィルタを有する色円板の回転によりランプからの光を時分割で色分離した後、画像表示デバイスで光変調して画像形成を行う画像表示装として、上記色円板上に設けた回転位置マークを読み取る回転位置検出部と、該回転位置検出部の出力信号に基づき上記色円板の回転状態を検出する色円板回転状態検出部と、該色円板回転状態検出部において上記色円板の回転が停止したと判定した場合に、上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすように制御する制御部とを備えた構成とする。
（３）上記（２）において、上記色円板回転状態検出部を、上記回転位置検出部の出力信号がある場合は上記色円板が回転していると判定し、該出力信号がない場合は該色円板が停止していると判定する構成とする。
（４）色フィルタを有する色円板の回転によりランプからの光を時分割で色分離した後、画像表示デバイスで光変調して画像形成を行う画像表示装置として、上記色円板上に設けた回転位置マークを読み取る回転位置検出部と、該回転位置検出部の出力信号に基づき上記色円板の回転が正常か異常な高速回転かを判別する色円板回転数検出部と、該色円板回転数検出部による判別の結果、上記色円板の回転が異常な高速回転の場合に、Ｌｏｗレベル信号を出力する色円板回転状態検出部と、該Ｌｏｗレベル信号に基づき上記色円板の回転を停止させる色円板制御部と、該Ｌｏｗレベル信号に基づき上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすように制御するランプ制御部とを備え、上記色円板の異常な高速回転状態を検出した場合にも、該色円板の回転を停止させるとともに、上記ランプの電源を制御して該ランプの発光を停止または減らすようにした構成とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
図１〜図３は本発明の第１の実施例を示し、図１は画像表示装置の全体構成例、図２は回転位置検出部の構成例、図３は回転状態検出部の回路構成例を示す。図１において、１はランプ電源、２はランプ、３は色円板の回転を制御するための色円板制御部、４は色円板、５は色円板の回転状態を検出する色円板回転状態検出部、６は回転位置検出部、７は回転位置マーク、８は画像表示デバイス制御部、９は画像表示デバイス、１０は投射レンズ、１１はスクリーン、１２及び１３はレンズ、１４は回転位置検出部６の出力信号、１５は色円板回転状態検出部５の出力信号、１６は映像（画像）信号である。ランプ２の出力光としての白色光は、レンズ１２によって集光された後、色円板４に設けた色フィルタによって時分割で赤、青、緑に色分離され、レンズ１３を介して画像表示デバイス９に照射される。該画像表示デバイス９において、該照射光は、画像表示デバイス制御部８を介し映像信号１６に基づいて光変調され、各分離色毎の画像を形成する。さらに、該画像表示デバイス９からの出射光は、投射レンズ１０によってスクリーン１１に拡大投射され、該スクリーン１１上にカラー映像（画像）を形成する。赤、青、緑の各色フィルタと、画像表示デバイス９上の赤、青、緑の各色に対応した光変調画像とを互いに同期させる。このために本実施例では、該色円板４上に回転位置マーク７を設け、該回転位置マーク７を回転位置検出部６で読み取り、該回転位置検出部６の出力信号１４を画像表示デバイス制御部８に入力する。画像表示デバイス制御部８は、該信号１４を受けて、色円板制御部３を介し色円板４の回転を制御するとともに、画像表示デバイス９上の光変調画像も制御して、画像表示デバイス９上の変調画像と色円板４の色フィルタとの同期がとれるようにする。回転位置マーク７に基づく回転位置検出部６からの出力信号１４は、色フィルタを設けた色円板４の回転状態の検出にも用いる。すなわち、回転位置検出部６からの出力信号１４の出力波形の有無を色円板回転状態検出部５で検出する。該色円板回転状態検出部５においては、回転位置検出部６の出力信号１４がある場合は色円板４が回転していると判定し、回転位置検出部６の出力信号１４がない場合には、色円板４が停止していると判定する。停止と判定した場合は、色円板回転状態検出部５の出力信号１５をランプ制御部３０に入力し、該ランプ制御部３０によりランプ電源１をオフ状態にしてランプ２の発光を停止させる。これにより、ランプ２の出力光の熱による色円板４の色フィルタの損傷を防止する。ランプ制御部３０によるランプ電源１の制御では、上記のように該電源１をオフ状態にしてランプの発光を停止させるように制御する他、該電源１の出力を低下させランプの発光を減らすように制御してもよい。
【０００６】
図２は、上記図１の装置における回転位置検出部６の構成例である。４は色円板、６は回転位置検出部、７は回転位置マーク、２８は該回転位置マーク７を読み取るために回転位置検出部６に設けたフォトセンサである。回転位置マーク７は、色円板４上においてランプ２からの出力光の光路を妨げないよう色フィルタの部分を避けた内周側の位置に設けてある。
【０００７】
図３は図１における色円板回転状態検出部５の構成例を示す。
図３において、１９はバッファ部、２１は整流ダイオード、２０は反転回路部、２７はコンデンサである。上記回転位置検出部６からの出力信号１４は、バッファ部１９で受け、コンデンサ２７により交流成分のみを通過させ、反転回路部２０で該回転位置検出部６からの出力信号１４を反転させた後、整流ダイオード２１で整流する。色円板４が回転状態にあるときは、色円板回転状態検出部５の出力信号１５がＨｉｇｈレベルとなり、色円板４が停止状態のときは、該回転位置検出部６からの出力信号１４がないため、色円板回転状態検出部５の出力信号１５は、Ｌｏｗレベルとなる。ランプ制御部３０は、該色円板回転状態検出部５の出力信号１５がＬｏｗレベルのとき、ランプ２の発光を停止または減らすようにランプ電源１を制御する。
【０００８】
本第１の実施例によれば、色円板４が停止状態のとき、ランプの光が色フィルタの一定部分に集中しないようにできる。また、集中したとしてもその部分での温度上昇を少なくできる。従って、ランプ光による色フィルタの変形や損傷を防止できる。
【０００９】
図４は本発明の第２の実施例を示す。
本第２の実施例は、色円板４が停止するときはランプ２の発光を停止または減らすようにランプ電源１を制御するとともに、色円板４が異常な高速回転をするときも、これを検知して回転を停止させるようにした場合の構成例である。
図４において、１はランプ電源、２はランプ、３は色円板の回転を制御するための色円板制御部、４は色円板、５は色円板の回転状態を検出する色円板回転状態検出部、６は回転位置検出部、７は回転位置マーク、８は画像表示デバイス制御部、９は画像表示デバイス、１０は投射レンズ、１１はスクリーン、１２及び１３はレンズ、１４は回転位置検出部６の出力信号、１５は色円板回転状態検出部５の出力信号、１６は映像（画像）信号、１７は色円板の回転数を検出する色円板回転数検出部、１８は色円板回転状態検出部５から出力される色円板停止信号、２５は色円板回転数検出部１７の出力信号である。本実施例の場合、該色円板停止信号１８と上記色円板回転状態検出部５の出力信号はともに、色円板回転状態検出部５からの出力信号である。本図４に示す第２の実施例では、回転位置検出部６の出力信号１４に基づき色円板４の回転数レベルを検出する色円板回転数検出部１７を設けてある。該色円板回転数検出部１７では、入力された入力信号１４から色円板４の回転が正常か異常な高速回転かを判別し、その結果の出力信号２５を色円板回転状態検出部５側に出力する。色円板回転状態検出部５は、該信号２５を受けて、その結果を出力信号１５、１８として出力する。該色円板回転状態検出部５は、色円板４が異常な高速回転をしている場合、Ｌｏｗレベルの信号１８を出力し、色円板制御部３はこれを受けて色円板４を停止させる。他の部分の構成及び作用については上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１０】
図５は、図４における色円板回転数検出部１７の構成例を示し、図６は該色円板回転状態検出部１７の正常回転時と異常な高速回転時の動作波形を示す。
図５及び図６において、２２は時定数設定部、２３はしきい値設定部、２３ａはしきい値電圧、２４は比較器、２５は該比較器２４からの出力信号、２６は該比較器２４の入力信号である。回転位置検出部６の出力信号１４を、図５の時定数設定部２２に入力すると、色円板４が正常な回転数で回転している場合は、図６（ａ）に示すように、比較器２４の入力信号２６は、しきい値設定部２３で設定したしきい値電圧２３ａ以上となり、該比較器２４からは出力信号２５が出力される。該出力信号２５を上記色円板回転状態検出部５に入力することにより、色円板回転状態検出部５の出力信号１５はＨｉｇｈレベルとなる。一方、色円板４が異常な高速回転数で回転している場合は、図６（ｂ）に示すように、比較器２４の入力信号２６は、しきい値設定部２３で設定したしきい値電圧２３ａ以上にならず、比較器２４からの出力信号２５はＬｏｗレベルとなる。このＬｏｗの出力信号２５を前記の色円板回転状態検出部５に入力することにより色円板回転状態検出部５の出力信号はＬｏｗレベルとなる。この出力信号を色円板制御部３に出力信号１８として入力し色円板４の回転を停止させるよう制御する。また、該色円板４が異常な高速回転をしている場合は、該色円板回転状態検出部５の出力信号は、ランプ制御部３０にも入力され、ランプ電源１を制御してランプ２の発光を停止または減らすようにする。
【００１１】
本第２の実施例によれば、色円板４が停止状態のとき、ランプの光が色フィルタの一定部分に集中しないようにできる。また、集中したとしてもその部分での温度上昇を少なくできる。従って、ランプ光による色フィルタの変形や損傷を防止できる。また、色円板４が異常な高速回転をするときも、これを検知して回転を停止させ、これに連動してランプ電源を制御してランプの発光を停止または減らすようにできる。このため、色フィルタの保護と併せ、振動や騒音の増加も抑えられる。
【００１２】
図７は本発明の第３の実施例を示す。
本第３の実施例は、色円板４が異常な高速回転をするとき、これを検知して回転を停止させる制御系と、色円板４が停止するときランプ２の発光を停止または減らすようにランプ電源１を制御する制御系とを、回転位置検出部の後段側においては別個に分離して設けた場合の構成例である。
図７において、１はランプ電源、２はランプ、４は色円板、３は色円板４の回転を制御するための色円板制御部、５ａは色円板４の回転状態を検出する色円板回転状態検出部、７は回転位置マーク、６は該回転位置マーク７から色円板４の回転位置を検出する回転位置検出部、１６は映像（画像）信号、８は該映像（画像）信号１６に基づき画像表示デバイス９を制御する画像表示デバイス制御部、９は画像表示デバイス、１０は投射レンズ、１１はスクリーン、１２及び１３はレンズ、１４は回転位置検出部６の出力信号、１５は色円板回転状態検出部５ａから出力されるランプ電源制御用の出力信号、１７は回転位置検出部６の出力信号に基づき色円板４の回転数を検出する色円板回転数検出部、２５は該色円板回転数検出部１７の出力信号、５ｂは色円板回転数検出部１７の出力信号２５により色円板４の回転状態を検出する色円板回転状態検出部、１８は色円板回転状態検出部５ｂから出力される色円板制御用の出力信号、３０は上記出力信号１５によりランプ電源１を制御するランプ制御部である。本実施例の場合は、該色円板制御用の出力信号１８とランプ電源制御用の出力信号１５とをそれぞれ別の色円板回転状態検出部から出力させる。回転位置検出部６の出力信号１４に基づき色円板回転数検出部１７で色円板４の回転数レベルを検出する。該色円板回転数検出部１７では、入力された入力信号１４から色円板４の回転が正常か異常な高速回転かを判別し、その結果の出力信号２５を色円板回転状態検出部５ｂ側に出力する。色円板回転状態検出部５ｂは、該信号２５を受けて色円板４の回転状態を判断し、該判断結果に対応した信号を出力信号１８として出力する。該色円板回転状態検出部５ｂは、色円板４が異常な高速回転をしている場合、これに対応する出力信号１８としてＬｏｗレベルの信号を色円板制御部３側に出力する。該色円板制御部３はこれを受けて色円板４の回転を停止させる。また、色円板回転状態検出部５ａでは、回転位置検出部６の出力信号１４に基づき、少なくとも色円板４の回転停止の状態を判断し、該判断結果に対応した信号を出力信号１５として出力する。該出力信号１５はランプ制御部に入力され、ランプ電源１を制御して、ランプ２の発光を停止または減らす。他の部分の構成及び作用については上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１３】
本第３の実施例によれば、色円板４が停止状態のとき、ランプの光が色フィルタの一定部分に集中しないようにできるし、また、集中したとしてもその部分での温度上昇を少なくできる。従って、ランプ光による色フィルタの変形や損傷を防止できる。また、色円板４が異常な高速回転をするときも、これを検知して回転を停止させ、これに連動してランプ電源を制御してランプの発光を停止または減らすようにできる。このため、色フィルタの保護と併せ、振動や騒音の増加も抑えられる。特に、本第３の実施例では、ランプ電源の制御と色円板の回転制御とをそれぞれ別の色円板回転状態検出部からの出力信号で行う構成のため、該各制御が互いに独立的に可能である。例えば、色円板が異常な高速回転になったとき、色円板の回転制御系の出力信号のＬｏｗ化タイミングに対し、ランプ電源の制御系の出力信号のＬｏｗ化タイミングを遅らせるようにすると、色円板回転数が定常回転数にまで低下した時点でもランプ電源はまだ通常の状態のままにしておける。このため、ランプを再点灯する必要がなく、そのための時間も不要となり、無駄な制御時間を省ける。
【００１４】
図８は本発明の第４の実施例を示す。
本第４の実施例は、色円板４の色フィルタと画像表示デバイス９の光変調画像との同期用として、また、該色円板４の回転数検出用として、さらには該色円板４の回転状態検出用として、色円板４の制御部３から出力される色円板駆動用の回転パルスを利用する場合の構成例である。
図８において、１はランプ電源、２はランプ、４は色円板、３は色円板４の回転を制御するための色円板制御部、５は色円板４の回転状態を検出する色円板回転状態検出部、１６は映像（画像）信号、８は該映像（画像）信号１６に基づき画像表示デバイス９を制御する画像表示デバイス制御部、９は画像表示デバイス、１０は投射レンズ、１１はスクリーン、１２及び１３はレンズ、２９は色円板制御部３から出力される回転パルス、１７は回転パルス２９に基づき色円板４の回転数レベルを検出する色円板回転数検出部、２５は該色円板回転数検出部１７の出力信号、１５は色円板回転状態検出部５から出力されるランプ電源制御用の出力信号、１８は色円板回転状態検出部５から出力される色円板制御用の出力信号、３０は上記出力信号１５によりランプ電源１を制御するランプ制御部、４０は色フィルタである。本実施例の場合は、該色円板制御用の出力信号１８とランプ電源制御用の出力信号１５とを色円板回転状態検出部５から出力させる。回転パルス２９は色円板回転数検出部１７と画像表示デバイス制御部８とに入力される。該色円板回転数検出部１７では、入力された回転パルス２９に基づき色円板４の回転が正常か異常な高速回転かを判別し、その結果の出力信号２５を色円板回転状態検出部５側に出力する。色円板回転状態検出部５は、該信号２５を受けて色円板４の回転状態を判断し、該判断結果に対応した信号を出力信号１８として出力する。該色円板回転状態検出部５は、色円板４が異常な高速回転をしている場合、これに対応する出力信号１８としてＬｏｗレベルの信号を色円板制御部３側に出力する。該色円板制御部３はこれを受けて色円板４の回転を停止させる。また、該色円板回転状態検出部５は、出力信号２５に基づき、少なくとも色円板４の回転停止の状態を判断し、該判断結果に対応した信号を出力信号１５として出力する。該出力信号１５はランプ制御部に入力され、ランプ電源１を制御して、ランプ２の発光を停止または減らす。回転パルス２９は画像表示デバイス制御部８に入力し、画像表示デバイス制御部８が、色フィルタ４０と画像表示デバイス９の光変調画像とを同期させる。他の部分の構成及び作用については上記第１〜第３の実施例の場合と同様である。
【００１５】
本第４の実施例によれば、色円板４が停止状態のとき、ランプの光が色フィルタの一定部分に集中しないようにできるし、また、集中したとしてもその部分での温度上昇を少なくできる。従って、ランプ光による色フィルタの変形や損傷を防止できる。また、色円板４が異常な高速回転をするときも、これを検知して回転を停止させ、これに連動してランプ電源を制御してランプの発光を停止または減らすようにできる。このため、色フィルタの保護と併せ、振動や騒音の増加も抑えられる。特に、本第４の実施例では、色円板制御部３からの回転パルスをランプ電源１の制御と色円板４の回転の制御、及び色フィルタ４０と画像表示デバイス９の光変調画像との同期制御とに利用する構成のため、回転位置マークやこれを検出するための検出回路が不要となる。このため、検出・制御系の構成の簡易化とコストの低減化を図ることができる。
【００１６】
なお、図７に示す構成において、回転位置マーク７や回転位置検出部６をなくし、色円板制御部３から出力される色円板駆動用の回転パルスを、色円板回転数検出部１７や、色円板回転状態検出部５ａや、画像表示デバイス８に入力するようにし、ランプ電源制御用の制御と色円板の回転制御用の制御とをそれぞれ別の色円板回転状態検出部から得た信号によって行う構成とするとともに、色フィルタ４０と画像表示デバイス９の光変調画像との同期制御を該回転パルスに基づき行うようにしてもよい。
【００１７】
また、図５の色円板回転回転数検出部１７は、出力信号１４のパルス幅により、異常な高速回転を検出するようにしているが、本発明はこれに限定されず、この他、例えば、マイコン等で該信号１４のパルス数をカウントすることにより、正常か異常かを判断して、直接色円板制御部３を制御するようにしてもよい。 また、上記各実施例では、色円板回転状態検出部５または５ａの出力信号１５をランプ制御部３０に入力し、該ランプ制御部３０がランプ電源１を制御するようにしているが、本発明はこれに限定されず、該色円板回転状態検出部５または５ａの出力信号１５により直接、ランプ電源１を制御するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、ランプ等光源光による色フィルタの変形や損傷を防止できる。また、色円板の異常な高速回転したとき、色円板の振動・騒音の増大と色円板及び色フィルタの損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】回転位置マークと回転位置検出部の構成を示す図である。
【図３】図１における回転状態検出部の回路構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す。
【図５】図４における色円板回転数検出部の構成例を示す図である。
【図６】色円板回転状態検出部の正常回転時と異常な高速回転時の動作波形を示す。
【図７】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…ランプ電源、  ２…ランプ、  ３…色円板制御部、  ４…色円板、  ５、５ａ、５ｂ…色円板回転状態検出部、  ６…回転位置検出部、  ７…回転位置マーク、  ８…画像表示デバイス制御部、  ９…画像表示デバイス、  １０…投射レンズ、  １１…スクリーン、  １２、１３…レンズ、  １４…回転位置検出部の出力信号、  １５…ランプ制御用信号、  １６…映像信号、  １７…色円板回転数検出部、  １８…色円板制御用信号、  ２８…フォトセンサ、  ２９…回転パルス、  ３０…ランプ制御部、  ４０…色フィルタ。
【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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