JP2001337390A - カラーホイールとそれを用いた色順次カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の色領域に分割された円盤状カラーフィ
ルタと、これを回転させるモータとで構成されるカラー
ホイールにおいて、高速回転時、及び高温時においても
正確にカラーホイールの位置検出が可能なカラーホイー
ルを提供する。 【解決手段】 複数の色領域に分割された円盤状カラー
フィルタと、これを回転させるモータとで構成されるカ
ラーホイールにおいて、前記モータ内部にモータの回転
を検出するセンサを具備し、前記センサが少なくともモ
ータ１回転につき１パルスを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の色領域に分
割された円盤状カラーフィルタと、これを回転させるモ
ータとで構成されるカラーホイールにおいて、特に、時
分割、色順次でカラー表示を行う色順次カラー表示装置
に用いるカラーホイールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ホームシアター、プレゼンテーシ
ョンといった大画面表示がにわかに注目を集めており、
最近では小型の液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromir
ror Device）の表示画像を投写レンズなどにより拡大投
影し、大画面の表示画像を得る液晶プロジェクタまたは
ＤＭＤプロジェクタが商品化されている。

【０００３】従来、これらのプロジェクタに採用されて
いる方式には、主として単板式と３板式がある。３板式
プロジェクタの例としては、色分解した各色光をそれぞ
れ対応する空間光変調素子であるＳＬＭで変調し、色合
成して同時にスクリーンに投影する方式が挙げられる。
これは３つのＳＬＭが並列に、各々が赤（Ｒ）用、緑
（Ｇ）用そして青（Ｂ）用に使用されている。一方、単
板式プロジェクタはＳＬＭを唯１つのみ必要とし、Ｒ、
Ｇ、Ｂの光は時系列で順番に単板のＳＬＭで反射され
る。そのため、ＳＬＭを唯１つのみ必要とする単板式の
プロジェクタは、前記３つのＳＬＭを必要とする３板式
プロジェクタに比べ、ＳＬＭに関連するハードウェアに
対する要求が１／３倍で済む。なお、これはプロジェク
タに関わらず、ＳＬＭを用いたカラー表示ディスプレイ
全てに関して上記内容は該当する。

【０００４】以下に、この単板式のプロジェクタを用い
たカラー表示装置について説明する。この単板式プロジ
ェクタを用いたカラー表示装置の例として、時分割によ
る混色を利用した時分割色順次方式のカラー表示装置が
挙げられる。この時分割色順次方式とは、それぞれの画
素が赤、緑、および青の値を有し、それぞれのフレーム
期間中において、そのフレームの諸画素は、該諸画素の
赤、青、次に緑のデータにより、順次アドレス指定され
る。

【０００５】一方でこれらと同じ色のフィルタが円盤状
に構成され、少なくとも３つの異なる色領域を有するカ
ラーホイールが、このデータに同期され、それぞれの色
に対するデータがＳＬＭにより表示される。この時、Ｓ
ＬＭに入射する光はカラーホイールにより帯域制御され
る。以上のように時分割色順次方式のカラー表示装置
は、時分割でカラー表示が可能となり、６０画像毎秒の
標準ディスプレイ速度以上に時分割レートが速くなれ
ば、目は画像を本来の色を有するものとして知覚する。

【０００６】このような時分割色順次方式のカラー表示
装置において、円盤状の色フィルタ（以下、円盤状カラ
ーフィルタと称する。）がモータなどによって高速に回
転して赤、緑、青の色を切り替えるタイミング情報を、
正確かつ精度良く入手し、さらに色と同期させてＳＬＭ
を変調させるために、円盤状カラーフィルタの回転速度
と位相をいかに制御するかが非常に重要になってくる。

【０００７】そのため、従来の色順次カラー表示装置に
おいては、円盤状カラーフィルタの位置検出に反射型の
ホトセンサが一般に用いられてきた。図８にその概略図
を示す。カラーホイールは、円盤状カラーフィルタ８１
とモータ８０とにより構成され、円盤状カラーフィルタ
８１のハブ８２は全面黒色塗装され、緑フィルタ８３と
赤フィルタ８４の継ぎ目部分の位置に、インデックスマ
ークとしてのアルミテープ８６が貼り付けられている。
反射型ホトセンサ８５は円盤状カラーフィルタ８１を収
納する箱体８８に取り付けられ、この円盤状カラーフィ
ルタ８１が回転すれば、反射型ホトセンサ８５により、
反射面であるアルミテープを検出し、１回転に１パルス
のパルス信号を発生する。これによりＳＬＭの制御回路
は緑色映像駆動信号から、赤色映像駆動信号に切り替え
るとともに、円盤状カラーフィルタ８１が１フレーム周
波数で回転するようにモータの回転速度と位相を制御す
る。なお、カラーホイールからのパルス帰還を受けて、
モータの回転速度および位相を制御する方法の一例は、
特開平８−２１４５８０号公報に詳述されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のカ
ラーホイールを用いた色順次カラー表示装置では、色分
離せずに所望の表示品位を得ようとすると、円盤状カラ
ーフィルタ８１の回転数を約１００００ｒｐｍ以上にす
る必要がある。しかしながら、このような高速回転では
円盤状カラーフィルタ８１にかかる遠心力は非常に大き
くなり、すぐに円盤状カラーフィルタ８１に貼り付けた
インデックスマークであるアルミテープ８６が剥離、飛
散してしまう。

【０００９】また、カラーホイールはランプボックスの
すぐ近傍に置かれるとともに、円盤状カラーフィルタ８
１上で小さなスポットに集光された光線を色分離するの
で、熱の影響を受け易く、たちまち温度が７０℃以上ま
で上がる。そのため、円盤状カラーフィルタ８１に貼り
付けられたインデックスマークであるアルミテープ８６
の粘着剤は常温よりも粘着力が劣るため、さらに剥がれ
やすくなる。

【００１０】さらに、カラーホイールの製造において、
円盤状カラーフィルタ８１のハブ８２を黒色塗装し、そ
の上にインデックスマークであるアルミテープ８６を位
置決めて貼り合わす工程が必要になる。また、カラーホ
イールを用いた色順次カラー表示装置においては、カラ
ーホイールは防塵のために箱体に納められており、円盤
状カラーフィルタ８１上に形成されたインデックスマー
クを検出するためのホトセンサ８５を箱体８８の所定位
置に設置する必要がある。これらはいずれも精度が必要
であり、コストアップの要因となる。

【００１１】また、円盤状カラーフィルタ８１のフラン
ジ下の開口部（図７参照）にモータ８０が取り付けられ
ており、これによって円盤状カラーフィルタ８１は箱体
８８内で回転する。このときインデックスマークを検出
するホトセンサ８５は円盤状カラーフィルタ８１に対し
て突き出すように箱体８８に取り付けられる。（図７に
示すように、カラーフィルタ８１は箱体本体８８の底面
８ａと箱体蓋８ｂとに対向しており、また、円盤状カラ
ーフィルタ８１は、箱体本体８８の底面に近接してい
る。）

【００１２】故に、円盤状カラーフィルタ８１が回転し
ているとき、回転軸付近と外周部とでは周速が異なるこ
とから、このカラーフィルタ８１と箱体本体８８との間
隙では、円盤状カラーフィルタ８１の中心から外側に向
かう空気流が生じる（図７中、矢印）。このときセンサ
は空気流の流れを妨げ、騒音が発生する原因となる。

【００１３】また、ホトセンサ８５が、インデックスマ
ークを読みとるために、直接光が通過しないハブの領域
が必要であり、円盤状カラーフィルタの径を小型化、軽
量化する場合にも、問題である

【００１４】本発明は上記課題を鑑みてなされたもので
あり、複数の色領域に分割された円盤状カラーフィルタ
と、これを回転させるモータとで構成されるカラーホイ
ールにおいて、高速回転時、及び高温時においても正確
に円盤状カラーフィルタの位置検出が可能なカラーホイ
ールを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に記載のカラーホイールは、複数
の色領域に分割された円盤状カラーフィルタと、これを
回転させるモータとで構成されるカラーホイールにおい
て、前記モータ内部にモータの回転を検出するセンサを
具備し、前記センサが少なくともモータ１回転につき１
パルスを出力するものである。

【００１６】また、請求項２に記載のカラーホイール
は、請求項１に記載のカラーホイールにおいて、前記セ
ンサは、磁気センサであり、前記磁気センサより少なく
ともモータ１回転につき１パルスを出力するものであ
る。

【００１７】また、請求項３に記載のカラーホイール
は、請求項１に記載のカラーホイールにおいて、前記セ
ンサは、光センサであり、前記光センサより少なくとも
モータ１回転につき１パルスを出力するものである。

【００１８】また、請求項４に記載のカラーホイール
は、複数の色領域に分割された円盤状カラーフィルタ
と、これを回転させるモータとで構成されるカラーホイ
ールにおいて、前記モータと前記円盤状カラーフィルタ
とが位置合わせされ、カラーフィルタの指定された色の
切り替わりにおいて、前記モータ内部に設置されたセン
サより少なくともモータ１回転につき１パルスを出力す
るものである。

【００１９】また、請求項５に記載のカラーホイール
は、請求項４に記載のカラーホイールにおいて、前記モ
ータと前記円盤状カラーフィルタとの位置合わせを、前
記円盤状カラーフィルタにあらかじめ形成された位置決
め穴と、前記モータの回転部であるロータにあらかじめ
形成された位置決め穴に、共通のピンを立てて行なうも
のである。

【００２０】また、請求項６に記載のカラーホイール
は、請求項４に記載のカラーホイールにおいて、前記モ
ータと前記円盤状カラーフィルタとの位置合わせを、前
記円盤状カラーフィルタにあらかじめ形成された位置決
めのためのキー溝と、前記モータの回転部であるロータ
にあらかじめ形成された位置決めのためのキー溝に共通
のキーを立てて行なうものである。

【００２１】また、請求項７に記載のカラーホイール
は、請求項１、又は請求項４に記載のカラーホイールに
おいて、前記モータ内部に設けられたセンサの位置がモ
ータの周縁方向に微調整可能なように、モータ内部にお
いてセンサが可動するように構成されたものである。

【００２２】また、請求項８に記載の色順次カラー表示
装置は、請求項１、又は請求項４に記載のカラーホイー
ルを具備する色順次カラー表示装置であって、前記カラ
ーホイールのモータ内部に設置されたセンサより出力さ
れたパルスに同調して、画像データを表示する空間光変
調素子の駆動を行うことを特徴とするものである。

【００２３】また、請求項９に記載の色順次カラー表示
装置は、請求項1、又は請求項４に記載のカラーホイー
ルを具備する色順次カラー表示装置であって、前記カラ
ーホイールのモータ内部に設置されたセンサより出力さ
れたパルスの位相を電気的に進める、または遅らせて、
画像データを表示する空間光変調素子の駆動を行うこと
を特徴とするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下に、本発明
の実施の形態１にかかるカラーホイールについて、図
１、図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態
１によるカラーホイールの一例を示す概略図であり、図
１に示すように、本発明の実施の形態１によるカラーホ
イールは、円盤状カラーフィルタ１と、モータ２とから
なる。円盤状カラーフィルタ１は、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂを
ハブ４、５で両側から挟み込んで固定する構造になって
いる。

【００２５】カラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂは、いず
れも１mm厚のガラス板であり、内角が６０゜の略扇型に
外形加工されている。これらのカラーフィルタ３ｒ、３
ｇ、３ｂには透過した白色光がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの光
に変調されるように、ガラス板の表面に光学薄膜がコー
トされており、各色２枚ずつ、合計６枚用意されてい
る。

【００２６】アルミ製のハブ４及びハブ５は、いずれも
円板状であり、特にハブ４には中心に開口部が設けら
れ、モータ２とクランパ９（図２参照）によって接合さ
れている。

【００２７】また、カラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂ
は、ハブ４及びハブ５によって次のように固定される。
即ち、壁５ｂを形成した面が上方を向くようにハブ４を
置いたとき、カラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂは同色同
士が中心を挟んで向かい合うように、壁５ｂに当接しな
がら載置される。そして、カラーフィルタ３ｒ、３ｇ、
３ｂの上方から重ねたハブ５を接着剤やネジなどでハブ
４に固定することで、カラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂ
は、ハブ４及びハブ５によって挟持される。

【００２８】一方、モータ２は、例えばボールベアリン
グタイプのＤＣブラシレスモータであり、大きくはボー
ルベアリング、軸、コイル、マグネットなどを含むロー
タ部６とこれを覆うブラケット部７とからなる。モータ
２の外部から、引き出し線８を通して、駆動信号を与え
られて、所定の回転数でロータ部６が回転する。当然な
がらロータ部６と接合された円盤状カラーフィルタ１も
一緒に回転する。

【００２９】図２は、本発明の実施の形態１によるカラ
ーホイールの一例を示す断面図であり、モータ２がアウ
タロータ形ブラシレスＤＣモータである場合を例にとっ
て説明する。

【００３０】モータ２は、大きくはロータ部６とブラケ
ット部７から構成される。ロータ部６は回転部で、シャ
フト２２を軸として、ベアリング２３によって固定され
ている。コイル２４へ電流を流すことで、ロータ部６の
永久磁石２５との作用で回転力を発生させている。

【００３１】ブラケット部７には磁気センサとしてホー
ルＩＣ２７が設置されており、ロータ部６に設置された
検出用のマグネット２８が回転して通過する毎にホール
ＩＣ２７の磁電変換特性により、パルス信号が発生す
る。

【００３２】なお、ホールＩＣ２７は、ホール素子と波
形整形用ＩＣをハイブリッド化したもので、単にホール
素子であっても構わず、本発明では、ホールＩＣ２７
は、例えば、3端子ホールＩＣを用い、DC５V電源を供給
することにより、マグネット２８を検知するとLow、そ
れ以外はHighの信号を出力するものとする。

【００３３】このように、モータ２内部に磁気センサで
あるホールＩＣ２７を設け、ロータ部６に設置された検
出用のマグネット２８が磁気センサであるホールＩＣ２
７上を回転して通過する毎にホールＩＣ２７の磁電変換
特性により、パルス信号を発生させることにより、円盤
状カラーフィルタ１とこれを回転させるモータ２のみに
より円盤状カラーフィルタ１の位置検出を行なうための
パルス信号を発生させることが可能となる。

【００３４】また、磁気センサをモータ２内部に設ける
ことにより、インデックスマークとしてのアルミテープ
を円盤状カラーフィルタ１上に貼り付ける必要がなく、
高速回転時、及び高温時においても安定して位置検出信
号を得ることができる。また、磁気センサをモータ２内
部に設けることにより、防塵のためにカラーホイールが
箱体に設けられた場合であっても、箱体内の空気流を妨
げることなく、騒音の発生を防止することができる。

【００３５】さらに、磁気センサをモータ２内部に設け
ることにより、直接光が透過しないハブ領域を設ける必
要がなくなり、カラーホイールの径を小型化、軽量化す
ることが可能となる。

【００３６】また、本発明の第１の実施例ではセンサと
して磁気センサを用いたが、このセンサは光センサであ
っても良く、例えば反射型ホトセンサを用いることが可
能である。その場合には、図２に示したホールＩＣ２７
を反射型ホトセンサに置き換え、検出のためのマグネッ
ト２８を光が反射するアルミテープに置き換えればよ
い。また、アルミテープを貼り付ける代わりに、モータ
のロータ部分側面の一部分が光沢のある反射面で、他の
部分は光を吸収する黒色面、あるいは光を散乱させるシ
ボ面、あるいはその反対に、一部光を吸収する黒色面、
あるいは光を散乱させるシボ面であり、残りの部分は光
を反射する光沢面であっても構わない。

【００３７】また、本発明の実施の形態１では、モータ
２として、アウタロータ形ブラシレスＤＣモータを例に
挙げて説明したが、あくまで一例であって、モータの形
式には限定されない。

【００３８】（実施の形態２）

【００３９】色順次カラー表示装置において、本発明の
カラーホイールを用いる場合、円盤状カラーフィルタと
モータとの位置関係が非常に重要になる。色順次カラー
表示装置のカラーホイールのフィルタ色切り替えは、前
述した実施の形態１のようにカラーホイールからパルス
信号を発生させて、これを基準信号と比較して、モータ
の速度と位相を制御し、ＳＬＭが変調する光の色に応じ
て駆動可能にする。そのため、あらかじめ定められた色
の切り替わりにおいて、パルス信号を出力させるために
は、円盤状カラーフィルタとモータの取り付けが一義的
に決まる必要がある。なおかつ初期的に調整された状態
が維持されることが好ましい。

【００４０】以下に、本発明の実施の形態２によるカラ
ーホイールについて図３を用いて説明する。図３は、本
発明の実施形態２によるカラーホイールの一例を示すの
概略図である。なお、本発明の実施の形態２によるカラ
ーホイールは、円盤状カラーフィルタとモータの位置決
めを行う点においてのみ、前述した実施の形態１のカラ
ーホイールと異なる。従って前述した実施の形態１のカ
ラーホイールと同じ構成要素については同一の符号を付
し説明を省略する。本発明の実施の形態2によるカラー
ホイールは、円盤状カラーフィルタ３１と、モータ３２
とからなる。

【００４１】円盤状カラーフィルタ３１は赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂを
ハブ３４、３５で両側から挟み込んで固定する構造にな
っている。また、円盤状カラーフィルタ３１のハブ３４
のモータと接合する開口部の周縁、及びモータ３２のロ
ータ部３７には、それぞれ位置決め穴３６、３８が設け
られている。

【００４２】円盤状カラーフィルタ３１と、モータ３２
の位置決めは、円盤状カラーフィルタ３１のハブ３４の
中心にモータ３２と接合する開口部の周縁に設けられた
位置決め穴３６とモータ３２のロータ部３７に設けられ
た位置決め穴３８とを位置合わせして、ピン３９を圧入
して固定する。さらにその後、クランパ等を用いて円盤
状カラーフィルタ３１とモータ３２とを固定すれば尚良
い。

【００４３】このように、円盤状カラーフィルタ３１に
あらかじめ形成された位置決め穴３６と、モータ３２の
回転部であるロータ部３７にあらかじめ形成された位置
決め穴３８に、共通の位置決めピン３９を立てることに
より、前述した実施の形態１によるカラーホイールの効
果に加え、さらに、円盤状カラーフィルタ３１とモータ
３２との位置合せを容易に行うことができ、かつ一度位
置決めした状態をモータ３２の高速回転時においても保
持することができる。

【００４４】（実施の形態３）以下に、本発明の実施の
形態３によるカラーホイールについて図４を用いて説明
する。図４は、本発明の実施形態３によるカラーホイー
ルの一例を示すの概略図である。なお、本発明の実施の
形態３によるカラーホイールは、円盤状カラーフィルタ
とモータの位置決めを行う点においてのみ、前述した実
施の形態１のカラーホイールと異なる。従って前述した
実施の形態１のカラーホイールと同じ構成要素について
は同一の符号を付し説明を省略する。

【００４５】本発明の実施の形態３によるカラーホイー
ルは、円盤状カラーフィルタ４１と、モータ４２とから
なる。円盤状カラーフィルタ４１は赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂを
ハブ４４、４５で両側から挟み込んで固定する構造にな
っている。また、円盤状カラーフィルタ４１のハブ４４
のモータと接合する開口部の周縁、及びモータ４２のロ
ータ部４７には、それぞれキー溝、４６、４８が設けら
れている。

【００４６】円盤状カラーフィルタ４１と、モータ４２
の位置決めは、円盤状カラーフィルタのハブ４４の中心
にモータと接合する開口部の周縁に設けられたキー溝４
６とモータ４２のロータ部に設けられたキー溝４８とを
位置合わせして、キー４９を圧入して固定する。さらに
その後、クランパ等を用いて円盤状カラーフィルタ４１
とモータ４２とを固定すれば尚良い。

【００４７】このように、円盤状カラーフィルタ４１に
あらかじめ形成されたキー溝４６と、モータ４２の回転
部であるロータ部４７にあらかじめ形成されたキー溝４
８とを位置合わせして、キー４９を圧入して固定するこ
とにより、前述した実施の形態１によるカラーホイール
の効果に加え、さらに、円盤状カラーフィルタ４１とモ
ータ４２との位置合せを容易に行うことができ、かつ一
度位置決めした状態をモータの高速回転時においても保
持することができる。

【００４８】なお、前述した実施の形態２、３として最
も簡易で実用性の高い２つの方法を上げて説明したが、
これに限定されず、円盤状カラーフィルタとモータの位
置決め方法は、例えば、１つの凹凸を組み合わせるもの
や、ギアの様に多数の凹凸を組み合わせるもの、あるい
はクランパを用いて円盤状カラーフィルタとモータとを
位置合わせするもの等、モータと円盤状カラーフィルタ
とがあらかじめ位置合わせされ、指定された色の切り替
わりにおいて、前記モータ内部に設置されたホール素子
より、少なくとも１回転に１パルスを出力するものであ
ればよい。

【００４９】（実施の形態４）以下に、本発明の実施の
形態４によるカラーホイールについて図５を用いて説明
する。図５は、本発明の実施形態４によるカラーホイー
ルの一例を示すの概略図である。なお、本発明の実施の
形態４によるカラーホイールは、円盤状カラーフィルタ
とモータとの位置決め後に、機械的にモータから出力さ
れるパルス信号の位相を少し進めたり、遅らせたりする
ことができる点においてのみ、前述した実施の形態１の
カラーホイールと異なる。従って前述した実施の形態１
のカラーホイールと同じ構成要素については同一の符号
を付し説明を省略する。

【００５０】本発明の実施の形態４によるからホイール
は、円盤状カラーフィルタ５１と、モータ５２とからな
る。円盤状カラーフィルタ５１に取り付けられたモータ
５２の背面レバー５３はセンサ（図示せず）と直結して
おり、レバー５３をモータ周縁と平行に可動すればセン
サも同様に微動するように構成されている。カラーホイ
ールの回転方向は図面に矢印で示す。レバー５３をカラ
ーホイールの回転方向と同じ側に少し回せば位相は遅
れ、レバー５３をカラーホイールの回転方向と反対側に
少し回せば位相は進む。

【００５１】このように、モータ５２内に設けられたセ
ンサを微動させるレバー５３を設けることにより、円盤
状カラーフィルタ５１やモータ５２の加工精度上の誤差
により、フィルタの色切り替わりとセンサの位置関係が
僅かにズレが生じていても、機械的に補正することが可
能となる。

【００５２】（実施の形態５）以下に、本発明の実施の
形態５による色順次カラー表示装置について図６を用い
て説明する。図６は、本発明の実施の形態５による色順
次カラー表示装置の構成を示すブロック図である。

【００５３】図６において、本発明の実施の形態５によ
る色順次カラー表示装置は、信号インターフェイス１０
１と、画素データプロセッサ１０２と、ディスプレイメ
モリ１０３と、ＳＬＭ１０４と、カラーホイール１０５
と、モータ制御部１０６とからなる。

【００５４】信号インターフェイス１０１は、様々な種
類の入力信号を受けることができ、ここでは水平および
垂直同期成分を有する標準ビデオ信号であるものと仮定
する。なお、以下に説明されるように、垂直同期信号
は、カラーホイール１０５の速度を調節するための基準
信号として用いられる。入力信号はＰＣなどのグラフィ
ックスデータでもよく、基準信号は他の信号源から来る
ものでもかまわない。

【００５５】画素データプロセッサ１０２は、さまざま
な処理タスクを行うことにより、ＳＬＭ上に表示するた
めのデータを準備する。データプロセッサは、処理に際
しデータを記憶する処理メモリを含む。データプロセッ
サが行う処理には、デガンマ補正、カラースペース変
換、およびインターレス補間が含まれる。デガンマ補正
は、放送信号に対して行われるガンマ補正の影響を除去
し、ＣＲＴの非直線動作を補償する。カラースペース変
換は、前記データをＲＧＢデータへ変換する。インター
レス補間は、インタレースデータフィールドを、奇数ま
たは偶数線を満たすための新データを発生させることに
より、完全なフレームに変換するために用いられうる。
これらの処理が行われる順序は、いずれでも良い。

【００５６】ディスプレイメモリ１０３は、データプロ
セッサから処理された画素データを受ける。ディスプレ
イメモリ１０３は、該データを入力または出力上におい
て「ビットプレーン」形式にフォーマットし、該ビット
プレーンをＳＬＭ１０４へ供給する。該ビットプレーン
フォーマットは、ＳＬＭ１０４のそれぞれの画素に対し
一時に１ビットを供給し、それぞれの画素は、そのビッ
トの値に従ってオンまたはオフが切り替わる。例えば、
それぞれの画素が３色のそれぞれに対する８ビットによ
り表される場合は、３×８＝２４ビットプレーン毎フレ
ームが存在する。典型的な表示システムにおいては、メ
モリは二重バッファメモリであり、これは、それが少な
くとも２つのディスプレイフレーム用の容量を有するこ
とを意味する。１ディスプレイフレーム用のバッファ
は、もう１つのディスプレイフレーム用のバッファが書
込まれている間に、ＳＬＭ１０４へ読出されうる。これ
らの２バッファは、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。

【００５７】ＳＬＭ１０４は、空間光変調素子であり、
例えば、液晶パネルや、ＤＭＤ（Digital Micromirror
Device）がある。この液晶パネルは、マトリクス状の画
素を有し、映像信号によって高速で表示の切り替えが可
能である。ビデオレートの動画を表示するためには１フ
ィールド内に６０フレームの映像を表示できることが必
要で、そのためには液晶の応答速度としては少なくとも
１／６０＝１６．７ｍ秒以下が要求される。好ましくは
さらにこの間にＲＧＢ３色の表示が可能であるために
は、応答速度として５．６ｍ秒が要求される。このよう
な高速応答の液晶は例えば強誘電液晶、反強誘電液晶、
ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)液晶などが挙げら
れる。前記において、ＯＣＢ液晶とはベンド配向セルを
用い、液晶の複屈折により視野角方向の変化を自己補償
する方式であり、負の光学補償フィルムと組み合わせる
ことで、広視野角にできることに加え、高速応答が可能
となる液晶である。また、ＤＭＤは、主に投写型ディス
プレイとして用いられ、１個のチップに数十万または百
万個以上の極めて微小なミラーを有し、それぞれのミラ
ーは１画素に相当する。また、ＤＭＤは、前記ミラーを
傾斜させることにより、ミラーへ入射する光線の出射角
度を変えて、オン／オフを制御する。そのために、それ
ぞれのミラーを、支持柱に取り付けられた１つまたはそ
れ以上のヒンジに取り付け、下にある制御回路上へ、エ
アギャップにより隔離する構造になっており、この制御
回路から、それぞれのミラーを選択的に傾斜させる静電
気力を作用させる。ディスプレイへの応用においては、
画像データがＤＭＤのメモリセルへロードされ、ミラー
はこのデータによって、光をオン方向へ反射、またはオ
ン方向からそらせるように反射するように傾斜させられ
る。

【００５８】カラーホイール１０５は、前述した実施の
形態１から４のいずれかに記載のカラーホイールであ
り、複数の色フィルタからなる円盤状カラーフィルタ
と、これを回転させるモータとで構成され、前記モータ
の内部にモータの回転を検出するセンサを具備し、モー
タ１回転につき１パルスを出力する。

【００５９】なお、本実施の形態５では、モータ１回転
に１パルスを出力するものについて説明するが、これに
限定されず、少なくともモータ１回転につき１パルスを
出力するものであれば、同様の効果を得ることができ
る。

【００６０】モータ制御部１０６は、カラーホイール１
０５から出力されたパルスに基づいてカラーホイールの
回転速度、位置を検出し、信号インターフェイス１０１
から出力される垂直同期信号である基準信号（所定の回
転数、位相）と同期するようにカラーホイール１０５の
モータに駆動信号を出力し、カラーホイール１０５の回
転速度及び位相を制御する。例えば、回転速度は、６０
フレーム毎秒のディスプレイ速度に対応するようにモー
タの回転数を６０回転毎秒となるように制御する。ま
た、位相は、色フィルタを通過する光がＳＬＭ１０４で
表示されるデータと対応するように、カラーホイール１
０５のモータの速度を加速または減速して制御する。

【００６１】次に本発明のカラーホイールを用いた色順
次カラー表示装置の動作について説明する。カラーホイ
ール１０５の円盤状カラーフィルタ上に集光するように
配置されたキセノン、メタルハライドランプ、超高圧水
銀灯などの放電タイプの高出力ランプ等のランプから出
射された白色光は、カラーホイール１０５の円盤状カラ
ーフィルタを通してＳＬＭ１０４に送られる。カラーホ
イール１０５は、赤、青、緑の各色の色フィルタが円盤
状に配置された円盤状カラーフィルタを有し、それぞれ
のフィルタが光線を遮るのに同期してＳＬＭ１０５は光
線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、
通常は１／６０秒に対してカラーホイール１０５の円盤
除カラーフィルタを画像フレーム毎に１回転、または毎
分３６００回転（r.p.m）でモータにより回転させてい
る。この様なシステムでは、１フレーム周波数間に６つ
のカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑、
青、赤、緑、青であって、それぞれの色に対してＳＬＭ
１０４は非常に高速に表示画像を切り替え、変調された
各色光線は投写レンズを用いてスクリーンに拡大投影さ
れる。スクリーンに投写された表示は１／６０秒の間に
Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示される
ため、目ではこれらは残像として見え、フルカラーの映
像が認識される。

【００６２】このときカラーホイール１０５の円盤状カ
ラーフィルタの色と、ＳＬＭ１０４の表示する映像とが
同調しなければならなず、このカラーホイール１０５の
円盤状カラーフィルタの色と、ＳＬＭ１０４の表示する
映像とを同調させる処理は、モータ制御部１０６により
行わる。

【００６３】モータ制御部１０６は、まず、信号インタ
ーフェイスから出力された基準信号である基準位相およ
び速度データを、モータから出力されたパルス信号であ
る位相帰還信号および速度帰還信号から得られるデータ
と比較する。

【００６４】この比較は、位相誤差値または速度誤差値
を与える。両誤差値は、パルス幅変調された駆動信号の
デューティサイクルが、モータを加速または減速するた
めに、どれだけ延長または短縮されるべきかを表す。な
お、本説明の例においては、基準信号は、標準テレビジ
ョン信号の垂直同期信号である。そのパルスは約６０フ
ィールド毎秒の速度で生じ、それはカラーホイール１０
５の円盤状カラーフィルタの６０回転毎秒の速度に対応
する。該同期パルスは、カラーホイール１０５の円盤状
カラーフィルタ上のある位置が基準時刻に関してある場
所になくてはならない該基準時刻を与えることによっ
て、位相をセットする。カラーホイール１０５から出力
されるパルス信号は、基準パルスと一致することが所望
されうる。

【００６５】動作において、最初のモータのスタートア
ップ中に、カラーホイール１０５は、ほぼ所望速度であ
る速度にされる。次に、毎回転のカラーホイール１０５
から出力されたパルス信号は、毎回転の基準パルスと同
じになるまで、速度誤差が検出される。次に、フェーズ
ロックがおこなわれ、フェーズロック中は、インデック
ス位置と基準位置との間の誤差が検出される。前記のよ
うにカラーホイール１０５の円盤状カラーフィルタはモ
ータで回転駆動され、このモータはモータ制御部１０６
によって位相と回転数が制御されている。

【００６６】一方、信号インターフェース１０１に入力
された入力データは、画素データプロセッサでＳＬＭの
時分割駆動に応じた信号形式に変換される。さらにこの
データをディスプレイメモリに蓄えて、所定のタイミン
グでＳＬＭにデータを出力する。

【００６７】このように、前述した実施の形態１から４
のいずれかに記載のカラーホイールを用いて、時分割、
色順次でカラー表示を行うことにより、円盤状カラーホ
イールと、これを回転させるモータだけで円盤状のカラ
ーフィルタの位置検出が可能となる。

【００６８】また、色順次カラー表示装置は、高速回転
時および高温時においても安定して位置検出信号を得る
ことができるため、高速回転時および高温時であって
も、円盤状カラーフィルタの色と、ＳＬＭの表示する映
像とを同調させる処理を正確に行うことができる。

【００６９】なお、本発明の実施の形態５による色順次
カラー表示装置としては、例えば投写レンズを用いた色
順次カラー表示装置や、接眼レンズを用いた直視型の色
順次カラー表示装置がある。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明のカラーホ
イールおよびこれを用いた色順次カラー表示装置によれ
ば、円盤状カラーフィルタと、これを回転させるモータ
だけで円盤状カラーフィルタの位置検出が可能となり、
高速回転時および高温時においても安定して位置検出信
号を得ることができる。

【００７１】さらに本発明のカラーホイールを用いれ
ば、円盤状カラーフィルタとモータをあらかじめ位置合
わせしたうえで取り付け、その後は位置が固定されるの
で、位置ズレなどを起こさない。また、取り付け精度、
加工精度などの微小なズレは、センサの機械的な位置調
整、または電気的な位相調整で補正できる。

【００７２】さらに本発明のカラーホイールを用いれ
ば、カラーホイールのケースにホトセンサを取り付ける
必要がなくなり、騒音を防ぐことができる。さらに円盤
状カラーフィルタにインデックスマークを貼り付ける必
要がないため、そのためのハブのスペースを削減でき、
カラーホイールを小型軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるカラーホイールの
一例を示す概略図である。

【図２】本発明の実施の形態１によるカラーホイールの
一例を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２によるカラーホイールの
一例を示す概略図である。

【図４】本発明の実施の形態３によるカラーホイールの
一例を示す概略図である。

【図５】本発明の実施の形態４によるカラーホイールの
一例を示す概略図である。

【図６】本発明の実施の形態５によるカラーホイールを
用いた色順次カラー表示装置の一例を示すブロック図で
ある。

【図７】従来のカラーホイールを説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１、３１、４１、５１ 円盤状カラーフィルタ ２、３２、４２、５２ モータ ３ｒ、３ｇ、３ｂ 色フィルタ ４、５、３４、３５、４４、４５ ハブ ６、３７、４７ ロータ部 ７ ブラケット部 ８ 引き出し線 ９ クランパ ２２ シャフト ２３ ベアリング ２４ コイル ２５ 永久磁石 ２７ ホールＩＣ ２８ 検出用マグネット ３６、３８ 位置決め穴 ３９ 位置決めピン ４６、４８ キー溝 ４９ キー ５３ レバー １０１ 信号インターフェイス １０２ 画像データプロセッサ １０３ ディスプレイメモリ １０４ ＳＬＭ １０５ カラーホイール １０６ モータ駆動制御装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の色領域に分割された円盤状カラー
   フィルタと、これを回転させるモータとで構成されるカ
   ラーホイールにおいて、 前記モータ内部にモータの回転を検出するセンサを具備
   し、 前記センサが少なくともモータ１回転につき１パルスを
   出力することを特徴とするカラーホイール。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラーホイールにおい
   て、 前記センサは、磁気センサであり、 前記磁気センサより少なくともモータ１回転につき１パ
   ルスを出力することを特徴とするカラーホイール。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のカラーホイールにおい
   て、 前記センサは、光センサであり、 前記光センサより少なくともモータ１回転につき１パル
   スを出力することを特徴とするカラーホイール。
4. 【請求項４】 複数の色領域に分割された円盤状カラー
   フィルタと、これを回転させるモータとで構成されるカ
   ラーホイールにおいて、 前記モータと前記円盤状カラーフィルタとが位置合わせ
   され、カラーフィルタの指定された色の切り替わりにお
   いて、前記モータ内部に設置されたセンサより少なくと
   もモータ１回転につき１パルスを出力することを特徴と
   するカラーホイール。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のカラーホイールにおい
   て、 前記モータと前記円盤状カラーフィルタとの位置合わせ
   を、前記円盤状カラーフィルタにあらかじめ形成された
   位置決め穴と、前記モータの回転部であるロータにあら
   かじめ形成された位置決め穴に、共通のピンを立てて行
   なうことを特徴とするカラーホイール。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のカラーホイールにおい
   て、 前記モータと前記円盤状カラーフィルタとの位置合わせ
   を、前記円盤状カラーフィルタにあらかじめ形成された
   位置決めのためのキー溝と、前記モータの回転部である
   ロータにあらかじめ形成された位置決めのためのキー溝
   に共通のキーを立てて行なうことを特徴とするカラーホ
   イール。
7. 【請求項７】 請求項１、又は請求項４に記載のカラー
   ホイールにおいて、 前記モータ内部に設けられたセンサの位置がモータの周
   縁方向に微調整可能なように、モータ内部においてセン
   サが可動するように構成されたことを特徴とするカラー
   ホイール。
8. 【請求項８】 請求項１、又は請求項４に記載のカラー
   ホイールを具備する色順次カラー表示装置であって、 前記カラーホイールのモータ内部に設置されたセンサよ
   り出力されたパルスに同調して、画像データを表示する
   空間光変調素子の駆動を行うことを特徴とする色順次カ
   ラー表示装置。
9. 【請求項９】 請求項１、又は請求項４に記載のカラー
   ホイールを具備する色順次カラー表示装置であって、 前記カラーホイールのモータ内部に設置されたセンサよ
   り出力されたパルスの位相を電気的に進める、または遅
   らせて、画像データを表示する空間光変調素子の駆動を
   行うことを特徴とする色順次カラー表示装置。