JP2018136507A - Lighting device, image projection device, and method for determining damage to rotating body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置、画像投射装置、回転体の破損判定方法に関する。 The present invention relates to a lighting device, an image projection device, and a method for determining damage to a rotating body.
光源からの光が入射される回転可能な円盤状のカラーホイール又は蛍光体ホイールを備え、カラーホイールや蛍光体ホイールを通過する光を照明光として射出する照明装置が知られている。このような照明装置では、カラーホイールや蛍光体ホイールの異常を検出するために、カラーホイールや蛍光体の回転状態等を検出するセンサが付加されている場合がある。 2. Description of the Related Art There is known an illuminating device that includes a rotatable disk-shaped color wheel or phosphor wheel on which light from a light source is incident, and emits light passing through the color wheel or phosphor wheel as illumination light. In such an illuminating device, in order to detect an abnormality of the color wheel or the phosphor wheel, a sensor for detecting the rotation state of the color wheel or the phosphor may be added.
例えば、回転体が回転する前に重量センサで重さを測定し重量が規格を外れている場合や、回転体が回転している状態における騒音が基準を超えた場合等を回転体の異常と判断し、光源の点灯を禁止する手段を備えた照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 For example, if the weight is measured by a weight sensor before the rotating body rotates and the weight is out of specification, or if the noise when the rotating body is rotating exceeds the standard, the rotating body is considered abnormal. An illuminating device that includes means for determining and prohibiting lighting of a light source has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の照明装置では、回転体の異常を精度よく検出することが困難であった。例えば、重量センサを用いた場合、回転体が回転中に破損したことを検出できない。又、単に騒音が基準を超えたことを判定する方法では、照明装置内の音と照明装置外の音を区別することが困難であり、回転体の破損を精度よく検出することができない。 However, it has been difficult for the conventional illumination device to accurately detect the abnormality of the rotating body. For example, when a weight sensor is used, it cannot be detected that the rotating body is damaged during rotation. Further, in the method of simply determining that the noise exceeds the standard, it is difficult to distinguish between the sound inside the lighting device and the sound outside the lighting device, and it is impossible to accurately detect breakage of the rotating body.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、照明装置において、回転体の破損を精度よく検出することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to accurately detect breakage of a rotating body in a lighting device.
本照明装置は、回転体を透過又は反射した光を照明光として射出する照明装置であって、光源と、前記光源から射出される光が入射する回転体と、前記回転体の発する騒音を検出する騒音検出部と、前記騒音検出部が検出した騒音の中の前記回転体の破損に起因して発生する特定周波数の騒音の大きさに基づいて前記回転体の破損を判定する破損判定部と、を有することを要件とする。 This illuminating device is an illuminating device that emits light transmitted or reflected by a rotating body as illumination light, and detects a light source, a rotating body on which light emitted from the light source is incident, and noise generated by the rotating body. And a damage determination unit that determines damage of the rotating body based on the magnitude of noise of a specific frequency generated due to damage of the rotating body in the noise detected by the noise detecting section. It is a requirement to have.
開示の技術によれば、照明装置において、回転体の破損を精度よく検出することができる。 According to the disclosed technology, it is possible to accurately detect the breakage of the rotating body in the lighting device.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る画像投射装置の全体を例示する模式図である。図２は、第１の実施の形態に係る画像投射装置の光学系を例示する模式図である。なお、図１では、図２に示す光学系は簡略化して描かれている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic view illustrating the entire image projection apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic view illustrating the optical system of the image projection apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the optical system shown in FIG. 2 is depicted in a simplified manner.
図１及び図２に示すように、画像投射装置１は、照明装置１０と、ライトトンネル２１と、レンズ群２２と、ミラー群２３と、画像形成素子２４と、投射光学部２５と、電気部５０とを筐体５内に有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
照明装置１０は、光源１１と、集光レンズ１２と、ハーフミラー１３と、１／４波長板１４と、レンズ群１５と、カラーホイール１６と、レンズ群１７と、蛍光体ホイール１８と、騒音センサ３０とを有している。照明装置１０は、青色光と、赤色光と、緑色光とを、ライトトンネル２１に向けて、同一方向に（同一の射出光路で）時分割で順次に射出する装置である。
The
照明装置１０において、光源１１は、例えば、青色レーザ光を射出するレーザダイオードである。但し、光源１１は発光ダイオード（Light Emitting Diode）でもよいし、高圧水銀ランプやキセノンランプ等のランプ光源でもよい。又、光源１１は１つであってもよいし、複数であってもよい。又、光源１１と集光レンズ１２との間に、光源１１から射出されたレーザ光を略平行光束として集光レンズ１２に導くカップリングレンズを設けてもよい。
In the
光源１１の射出する青色レーザ光は、蛍光体ホイール１８において蛍光を生じさせる励起光として使用される。
The blue laser light emitted from the
光源１１の射出する青色レーザ光は、集光レンズ１２を経由して略平行光束としてハーフミラー１３に入射する。ハーフミラー１３に入射した青色レーザ光は、ハーフミラー１３を透過し、直線偏光と円偏光を相互に変換する偏光変換手段である１／４波長板１４に導かれる。１／４波長板１４を透過した光はＰ波（Ｐ偏光）から円偏光となり、レンズ群１５を経由して波長選択手段であるカラーホイール１６に入射する。なお、ハーフミラー１３に代えて偏光ビームスプリッタを用いてもよい。
The blue laser light emitted from the
レンズ群１５は、例えば両凸レンズや平凸レンズ等を適宜組み合わせて構成でき、略平行光束をカラーホイール１６にスポット状に集光させる機能と、カラーホイール１６からの発散光を集光して略平行光束に変換する機能とを有する。
The
カラーホイール１６は、透過領域と反射領域をもつ回転体であり、例えば、０．７ｍｍ程度の薄厚のガラス板等の片面を蒸着等で着色して形成される。カラーホイール１６は、円盤状の部材が、例えば、２つの赤色領域、２つの緑色領域、２つの透過領域が交互に配置された６つの扇状の領域（セグメント）に分割された構成とすることができる。カラーホイール１６は、主に、光源１１としてランプ光源を採用したときに使用される。
The
カラーホイール１６の軸心には、カラーホイール１６を回転させるステッピングモータ等の駆動部１６ｍが設けられている。カラーホイール１６が駆動部１６ｍの駆動により所定のタイミングで回転することで、レンズ群１５からの光の入射位置が、赤色領域、緑色領域、及び透過領域の３つの何れかの領域（セグメント）に切替わる。すなわち、青色レーザ光及び蛍光の光路上に、何れかの領域（セグメント）が時間的に交互に配置される。
A
つまり、レンズ群１５により集光された光の波長と、レンズ群１５からの光の入射位置に選択的に配置された領域（セグメント）とにより、カラーホイール１６に入射された光がカラーホイール１６を透過するかカラーホイール１６で反射されるかが決定される。
That is, the light incident on the
レンズ群１５からの光の入射位置に透過領域が配置されているタイミングでは、カラーホイール１６に入射した青色レーザ光は、カラーホイール１６を透過して青色の照明光となり、ライトトンネル２１に入射する。カラーホイール１６を透過する青色の照明光は円偏光であるため、スクリーン等に現れるスペックルを低減することができる。
At the timing when the transmission region is arranged at the incident position of the light from the
一方、レンズ群１５からの光の入射位置に赤色領域又は緑色領域が配置されているタイミングでは、カラーホイール１６に入射した青色レーザ光はカラーホイール１６により反射される。そして、カラーホイール１６により反射された青色レーザ光は、レンズ群１５及び１／４波長板１４を経由してハーフミラー１３に入射する。
On the other hand, the blue laser light incident on the
ハーフミラー１３に入射した青色レーザ光の一部は、ハーフミラー１３で反射され、レンズ群１７を経由して蛍光体ホイール１８に入射する。
Part of the blue laser light incident on the
レンズ群１７は、例えば両凸レンズや平凸レンズ等を適宜組み合わせて構成でき、略平行光束を蛍光体ホイール１８にスポット状に集光させる機能と、蛍光体ホイール１８からの発散光を集光して略平行光束に変換する機能とを有する。
The
蛍光体ホイール１８は、例えば、円盤状の部材に、黄色蛍光体が平板の回転方向に沿って形成された回転体である。黄色蛍光体は、青色レーザ光を励起光として、青色レーザ光よりも長波長の黄色の蛍光を発生する。蛍光体は、扇状の領域（セグメント）に形成されてもよい。蛍光体ホイール１８は、主に、光源１１としてレーザを採用したときに使用される。
The
蛍光体ホイール１８の軸心には、蛍光体ホイール１８を回転させるステッピングモータ等の駆動部１８ｍが設けられている。
A driving
蛍光体ホイール１８に入射した青色レーザ光を励起光として、黄色蛍光体が黄色の蛍光を発生する。黄色の蛍光は、レンズ群１７を経由して、ハーフミラー１３に入射する。黄色の蛍光の一部はハーフミラー１３で反射され、１／４波長板１４に導かれる。そして、１／４波長板１４及びレンズ群１５を経由してカラーホイール１６に入射する。
With the blue laser light incident on the
レンズ群１５からの光の入射位置に赤色領域又は緑色領域が配置されているタイミングでは、カラーホイール１６に入射した黄色の蛍光はカラーホイール１６を透過する。
At the timing when the red region or the green region is arranged at the incident position of the light from the
例えば、レンズ群１５からの光の入射位置に赤色領域が配置されているタイミングでは、カラーホイール１６に入射した黄色の蛍光はカラーホイール１６を透過して赤色の照明光となり、ライトトンネル２１に入射する。又、レンズ群１５からの光の入射位置に緑色領域が配置されているタイミングでは、カラーホイール１６に入射した黄色の蛍光はカラーホイール１６を透過して緑色の照明光となり、ライトトンネル２１に入射する。
For example, at the timing when the red region is arranged at the incident position of the light from the
ライトトンネル２１は、内部を中空とする筒状の部材である。ライトトンネル２１へ入射する各照明光は、ライトトンネル２１の内部で反射を繰り返すことにより、ライトトンネル２１の出口では照度分布が均一となる。すなわち、ライトトンネル２１は、各照明光の光量むらを低減する照度均一化手段としての機能を有している。なお、ライトトンネル２１に代えて、フライアイレンズ等の他の照度均一化手段を採用してもよい。
The
ライトトンネル２１を経て照度分布が均一化された各照明光は、レンズ群２２によりリレーされ、ミラー群２３で反射されて画像形成素子２４に照射される。
Each illumination light whose illuminance distribution is made uniform through the
画像形成素子２４は、各照明光を、画素毎に階調制御することでカラー投影画像を形成する素子である。画像形成素子２４は、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）で構成することができる。ＤＭＤでは、画素単位のマイクロミラーを有し、各マイクロミラーが異なる２つの角度の何れかの状態を維持することができる。
The
すなわち、ＤＭＤの各マイクロミラーは、各照明光を投射光学部２５へ向けて反射する角度（ＯＮ状態）と、各照明光を内部の吸収体へ向けて反射して外部に射出させない角度（ＯＦＦ状態）との何れかの状態となる。これにより、表示する画素毎に投影する光を制御することができる。又、ＤＭＤでは、パルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）により各マイクロミラーのＯＮ状態の時間比率を調整することで、表示する画素毎における階調表現を行うことができる。 In other words, each micromirror of the DMD reflects an angle at which each illumination light is reflected toward the projection optical unit 25 (ON state), and an angle at which each illumination light is reflected toward the internal absorber and is not emitted to the outside (OFF). State). Thereby, the light projected for each pixel to be displayed can be controlled. Further, in the DMD, gradation expression for each pixel to be displayed can be performed by adjusting the time ratio of the ON state of each micromirror by a pulse width modulation method (PWM method).
なお、画像形成素子２４はＤＭＤには限定されず、照明装置１０からの各照明光を利用してカラー投影画像を形成できる素子であれば、例えば、液晶等を用いてもよい。
Note that the
画像投射装置１では、画像形成素子２４での画像生成タイミングで、赤色、緑色、及び青色の各照明光が時分割で画像形成素子２４に照射され、画像形成素子２４で表示画素毎に階調制御された後、投射光学部２５を介してスクリーン等に投射される。そして、目の残像現象を利用して、スクリーン等にカラー画像が視認される。
In the
なお、ライトトンネル２１、レンズ群２２、ミラー群２３は、本発明に係る光学経路構成手段の代表的な一例であり、画像形成素子２４は光学経路構成手段の定める光学経路上に配置されている。
The
画像投射装置１において、カラーホイール１６及び蛍光体ホイール１８は、同一の高速回転状態で使用され、画像形成素子２４側に色分離されて送られる光が画像形成素子２４のオン／オフ動作と正しく制御される。そのために、カラーホイール１６及び蛍光体ホイール１８は、それぞれ、回転体の回転速度を検出する回転検出センサを有している。回転検出センサにより各回転体の回転検出が正しく行われることで、光源１１のオン／オフも管理され、回転体の回転が止まっていると判断されると光源１１はオフ（消灯）に制御される。
In the
画像投射装置１では、カラーホイール１６の破損（割れや欠け等）を検出するために、カラーホイール１６の至近に騒音センサ３０を配置している。騒音センサ３０は、回転体の発する騒音を検出する騒音検出部である。
In the
騒音センサ３０としては、例えば、動電型や静電型、圧電型のマイクロフォンを用いることができる。騒音センサ３０として、音センサや騒音計、又はコンデンサマイクアンプ等を用いてもよい。
As the
図３は、騒音センサの配置例を示す図であり、図３（ａ）はカラーホイール近傍の上面図、図３（ｂ）はカラーホイール近傍の左側面図である。１６ｈは、カラーホイール１６を取り付けるハウジングを示している。
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an arrangement example of the noise sensor. FIG. 3A is a top view in the vicinity of the color wheel, and FIG. 3B is a left side view in the vicinity of the color wheel.
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す例では、カラーホイール１６を中心に、騒音センサ３０を所望の距離だけ離して配置している。Ａ及びＢは、カラーホイール１６の端面から４ｃｍ離れた位置を示している。騒音センサ３０は、カラーホイール１６の端面から騒音センサ３０の端面までの距離が４ｃｍ以内となる位置に配置することが望ましい。これにより、カラーホイール１６の騒音と外来音（画像投射装置１が設置された場所の騒音）とを確実に区別することができる。
In the example shown in FIG. 3A and FIG. 3B, the
なお、騒音センサ３０は、１つの回転体に対して１個配置してもよいし、１つの回転体に対して複数個配置してもよい。１つの回転体に対して複数個の騒音センサ３０を配置することで、一方の騒音センサ３０が破損しても他方の騒音センサ３０で騒音を検出し、確実にカラーホイール１６の破損を検出できる。その結果、カラーホイール１６が破損した際に、確実に光源１１を停止させることができる。
One
画像投射装置１に排気ファン等の騒音源が設けられている場合でも、騒音源の近くを避けて、カラーホイール１６の端面から騒音センサ３０の端面までの距離が４ｃｍ以内となる位置に配置すれば、騒音センサ３０はカラーホイール１６から見て全方向の何れの位置に配置しても、カラーホイール１６の破損により発生する音を十分に検出できる。つまり、構造物の制約上等により、騒音センサ３０を配置できる位置が限られるので、カラーホイール１６から見て全方向の何れかの位置にカラーホイール１６の端面から騒音センサ３０の端面までの距離が４ｃｍ以内となるように、騒音センサ３０を配置すればよい。
Even when the
カラーホイール１６の異常は特定周波数帯の騒音増加によって判断できるので、特定周波数の騒音が一定時間連続して増加した場合は、カラーホイールに異常があったと判断して光源１１を消灯させることができる。
Since the abnormality of the
以上ではカラーホイール１６の近傍に騒音センサ３０を配置する場合について説明したが、蛍光体ホイール１８の近傍に騒音センサ３０を配置してもよく、その場合の配置位置はカラーホイール１６の場合に準じる。又、カラーホイール１６及び蛍光体ホイール１８の各々に対して騒音センサ３０を配置してもよい。
The case where the
図４は、画像投射装置の電気部のハードウェアブロックを例示する図である。図５は、画像投射装置のＣＰＵの機能ブロックを例示する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware block of the electrical unit of the image projection apparatus. FIG. 5 is a diagram illustrating a functional block of the CPU of the image projection apparatus.
図４に示すように、画像投射装置１の電気部５０は、主要な構成要素として、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、Ｉ／Ｆ５４と、バスライン５５と、光源駆動手段５６と、回転体駆動手段５７及び５８とを有している。ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、及びＩ／Ｆ５４は、バスライン５５を介して相互に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
ＣＰＵ５１は、画像投射装置１の各機能を制御する。記憶手段であるＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１が画像投射装置１の各機能を制御するために実行するプログラムや、各種情報を記憶している。記憶手段であるＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１のワークエリア等として使用される。又、ＲＡＭ５３は、所定の情報を一時的に記憶することができる。Ｉ／Ｆ５４は、画像投射装置１を他の機器等と接続するためのインターフェイスである。画像投射装置１は、Ｉ／Ｆ５４を介して、外部ネットワーク等と接続されてもよい。
The
ＣＰＵ５１は、光源駆動手段５６に指令を出し、光源１１の点灯、消灯、光量の制御等を行うことができる。又、ＣＰＵ５１は、回転体駆動手段５７に指令を出し、カラーホイール１６の回転開始、回転停止、回転数の制御等を行うことができる。又、ＣＰＵ５１は、回転体駆動手段５８に指令を出し、蛍光体ホイール１８の回転開始、回転停止、回転数の制御等を行うことができる。又、ＣＰＵ５１は、騒音センサ３０の検出した騒音データを読み取ることができる。
The
図５を参照するに、ＣＰＵ５１は、機能ブロックとして、電源検出部５１１と、カラーホイール制御部５１２と、蛍光体ホイール制御部５１３と、破損判定部５１４と、光源制御部５１５とを有している。
Referring to FIG. 5, the
電源検出部５１１は、画像投射装置１の電源のオン／オフを検出する機能を備えている。カラーホイール制御部５１２は、カラーホイール１６の回転を制御する機能を備えている。蛍光体ホイール制御部５１３は、蛍光体ホイール１８の回転を制御する機能を備えている。破損判定部５１４は、騒音センサ３０が検出した騒音の中の回転体（カラーホイール１６や蛍光体ホイール１８）の破損に起因して発生する特定周波数の騒音の大きさに基づいて回転体の破損を判定する機能を備えている。光源制御部５１５は、光源１１を制御する機能を備えている。
The power
本実施の形態では、騒音センサ３０の検出した騒音の中から回転体の破損に起因して発生する特定周波数の騒音に注目し、特定周波数の騒音が一定時間連続して所定の閾値以上となったときに、回転体の破損が発生したと判断して光源を消灯させる。回転体の破損により発生する特定周波数や閾値は、破損が生じた回転体を回転させる実験やシミュレーション等により予め決定される。
In the present embodiment, attention is paid to noise of a specific frequency generated due to breakage of the rotating body from the noise detected by the
以降の説明では、一例として、回転体の破損により発生する特定周波数を４ＫＨｚ以上６ＫＨｚ以下とするが、回転体の破損により発生する特定周波数は回転体の材料等により変化する場合もあるため、上記のように適宜決定すべきものである。 In the following description, as an example, the specific frequency generated due to the breakage of the rotating body is 4 KHz or more and 6 KHz or less, but the specific frequency generated due to the breakage of the rotating body may vary depending on the material of the rotating body. It should be determined as follows.
図６は、騒音センサで検出する騒音と閾値の一例である。図６では、３個の騒音センサを配置した場合の騒音データを示している。各周波数の灰色、黒色、白色は、各騒音センサのデータである。 FIG. 6 is an example of noise and threshold values detected by the noise sensor. FIG. 6 shows noise data when three noise sensors are arranged. The gray, black and white of each frequency are data of each noise sensor.
図６の例では、特定周波数である４ＫＨｚ以上６ＫＨｚ以下の騒音の大きさが閾値ＴＨ以上となっている。このような状態が一定時間連続して検出された場合には、回転体の破損が発生したと判定して回転体の回転を停止すると共に光源を消灯させる。以下に、図７を参照しながら、具体的な処理の流れについて説明する。 In the example of FIG. 6, the magnitude of noise of 4 KHz to 6 KHz, which is a specific frequency, is equal to or higher than the threshold value TH. When such a state is detected continuously for a certain period of time, it is determined that the rotating body has been damaged, the rotation of the rotating body is stopped, and the light source is turned off. Hereinafter, a specific processing flow will be described with reference to FIG.
図７は、第１の実施の形態に係る回転体の異常検出に関するフローチャートの一例である。なお、カラーホイール１６の近傍に騒音センサ３０を配置して回転体の異常を検出する場合も、蛍光体ホイール１８の近傍に騒音センサ３０を配置して回転体の異常を検出する場合も同様の処理により対応可能である。
FIG. 7 is an example of a flowchart relating to abnormality detection of the rotating body according to the first embodiment. The same applies to the case where the
まず、ステップＳ１００において電源ケーブルが差されると、画像投射装置１の所定部分に必要な電源が供給され、スタンバイ状態となる。この時点でＣＰＵ５１は動作可能となる。
First, when the power cable is connected in step S100, necessary power is supplied to a predetermined portion of the
次に、ステップＳ１０１において、電源検出部５１１は、画像投射装置１の電源がオンされたか否かを検出する。ステップＳ１０１において電源検出部５１１が画像投射装置１の電源がオンされたことを検出した場合には、ステップＳ１０２に移行する。
Next, in step S101, the
次に、ステップＳ１０２において、カラーホイール制御部５１２は、回転体駆動手段５７に指令を出してカラーホイール１６を連続回転させる。又、蛍光体ホイール制御部５１３は、回転体駆動手段５８に指令を出して蛍光体ホイール１８を連続回転させる。
Next, in step S <b> 102, the color
次に、ステップＳ１０３において、破損判定部５１４は、騒音センサ３０で検出した騒音データを入手し、入手した騒音データの中から特定周波数（ここでは、４ＫＨｚ以上６ＫＨｚ以下とする）の騒音データを選定する。或いは、特定周波数を通過させるバンドパスフィルタ等を介して、騒音センサ３０で検出した騒音データの中から特定周波数の騒音データのみを入手する。
Next, in step S103, the
なお、カラーホイール１６の近傍に複数の騒音センサ３０が配置されている場合には、各々の騒音センサ３０で検出した騒音データの平均値や最大値を用いることができる。
When a plurality of
次に、ステップＳ１０４において、破損判定部５１４は、ステップＳ１０３で入手した特定周波数の騒音データと予め決定された閾値とを比較し、特定周波数の騒音データが一定時間連続して閾値以上であるか否かを判定する。ここで、特定周波数の騒音データが一定時間連続して閾値以上であるか否かを判定する理由は、突発的な騒音を排除する趣旨である。つまり、回転体が破損していない場合でも突発的なノイズとして特定周波数の騒音データが検出される場合があるが、それを誤検出として排除するためである。『一定時間』は実験等により適宜決定できるが、上記の趣旨から考えて、数秒程度に設定すると好適である。
Next, in step S104, the
ステップＳ１０４において破損判定部５１４が特定周波数の騒音データが一定時間連続して閾値以上であると判定した場合には、ステップＳ１０５で光源制御部５１５は光源１１を消灯する。光源１１を消灯する前に、画像投射装置１に備えられた表示部（ディスプレイ）に光源を消灯する旨の警告を表示するようにしてもよい。但し、光源１１が点灯してない場合は、ステップＳ１０５の処理はスキップする。
If the
次に、ステップＳ１０６において、カラーホイール制御部５１２は、回転体駆動手段５７に指令を出してカラーホイール１６を停止させる。又、蛍光体ホイール制御部５１３は、回転体駆動手段５８に指令を出して蛍光体ホイール１８を停止させる。なお、ステップＳ１０５とＳ１０６の順番は反対にしてもよい。
Next, in step S <b> 106, the color
ステップＳ１０４において破損判定部５１４が特定周波数の騒音データが一定時間連続して閾値以上でないと判定した場合には、ステップＳ１０７で光源制御部５１５は光源１１を点灯する。その後、再びステップＳ１０２に移行する。
If the
なお、電源検出部５１１は、各ステップ中も電源のオン／オフを監視しており、電源がオフされたことを検出した場合には、必要に応じてステップＳ１０５及びＳ１０６の処理を行った後、全ての処理を停止させる。
The power
なお、回転体であるカラーホイール１６及び蛍光体ホイール１８の各々に対して騒音センサ３０を配置する場合は、各々の回転体に対して個別の特定周波数や個別の閾値を設けることが好ましい。この場合、破損判定部５１４は、各々の回転体に対して配置された騒音センサ３０が検出した騒音の中の回転体の破損に起因して発生する特定周波数の騒音を各々の回転体に対して個別に設けられた閾値と比較する。これにより、回転体毎に形状や材料が異なり、その結果破損に起因して生じる特定周波数や適切な閾値が異なる場合でも、各々の回転体の破損を正確に検出することができる。
When the
このように、照明装置１０では、回転体の近傍に騒音センサ３０を配置し、騒音センサ３０の検出する騒音データの中で、回転体の破損により発生する特定周波数の騒音に注目し、特定周波数が一定時間連続して閾値以上であるか否かにより回転体の破損を検出する。つまり、回転体が破損してバランスが崩れるときの特定周波数の騒音増加を検出する。
As described above, in the
特定周波数の騒音に注目することにより、回転体の破損により発生する騒音と、外来音（画像投射装置１が設置された場所の騒音）との判別が容易となるため、回転体の破損を精度よく検出することができる。又、照明装置１０では、回転体が動作時に突然破損した場合でも、騒音センサ３０で特定周波数をとらえて正確に回転体を停止させることができる。
By paying attention to noise of a specific frequency, it becomes easy to distinguish between noise generated by breakage of the rotating body and extraneous sound (noise at the place where the
又、回転体が異常な状態で光源１１が点灯し続けることは安全上にも問題があるが、照明装置１０では、回転体の破損を検出した場合に光源１１を消灯させるため、安全上の問題が生じることもない。すなわち、安全な照明装置を実現できる。
In addition, although it is a safety problem that the
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、初期騒音を考慮した騒音検出の例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, an example of noise detection in consideration of initial noise is shown. In the second embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
図８は、第２の実施の形態に係る回転体の異常検出に関するフローチャートの一例である。なお、カラーホイール１６の近傍に騒音センサ３０を配置して回転体の異常を検出する場合も、蛍光体ホイール１８の近傍に騒音センサ３０を配置して回転体の異常を検出する場合も同様の処理により対応可能である。
FIG. 8 is an example of a flowchart regarding abnormality detection of a rotating body according to the second embodiment. The same applies to the case where the
まず、ステップＳ１００において電源ケーブルが差されると、画像投射装置１の所定部分に必要な電源が供給され、スタンバイ状態となる。この時点でＣＰＵ５１は動作可能となる。
First, when the power cable is connected in step S100, necessary power is supplied to a predetermined portion of the
次に、ステップＳ２００において、破損判定部５１４は、騒音センサ３０で検出した騒音データを入手し、入手した騒音データの中から特定周波数（ここでは、４ＫＨｚ以上６ＫＨｚ以下とする）の騒音データを選定する。或いは、特定周波数を通過させるバンドパスフィルタ等を介して、騒音センサ３０で検出した騒音データの中から特定周波数の騒音データのみを入手する。この時点では、カラーホイール１６や蛍光体ホイール１８の回転体は回転していないので、ステップＳ２００で破損判定部５１４が取得する特定周波数の騒音データは初期騒音（暗騒音）となる。
Next, in step S200, the
次に、図７のステップＳ１０１、Ｓ１０２、及びＳ１０３と同様の処理を実行後、ステップＳ２０１において、破損判定部５１４は、ステップＳ２００で検出した特定周波数の騒音データ（初期騒音）と、ステップＳ１０３で検出した特定周波数の騒音データとの差分を算出する。
Next, after executing the same processing as steps S101, S102, and S103 of FIG. 7, in step S201, the
次に、ステップＳ２０２において、破損判定部５１４は、ステップＳ２０１で算出した特定周波数の差分と予め決定された閾値とを比較し、特定周波数の差分が一定時間連続して閾値以上であるか否かを判定する。
Next, in step S202, the
ステップＳ２００において破損判定部５１４が特定周波数の差分が一定時間連続して閾値以上であると判定した場合には、ステップＳ１０５に移行する。又、ステップＳ２００において破損判定部５１４が特定周波数の差分が一定時間連続して閾値以上でないと判定した場合には、ステップＳ１０７に移行する。以降の処理は、図７の場合と同様である。
When the
このように、本実施の形態では、回転体の異常検出において、初期の暗騒音を検出し、検出した暗騒音に対する特定周波数帯の騒音増加分を所定の閾値と比較して回転体の破損を判定する。これにより、想定外な騒音が続く設置場所においても、精度よく特定周波数の騒音を検出することができる。その結果、回転体の破損を確実に検出して光源を消灯することが可能となり、いっそう安全な照明装置を実現できる。 As described above, in this embodiment, in detecting the abnormality of the rotating body, the initial background noise is detected, and the increase in the noise in the specific frequency band with respect to the detected background noise is compared with the predetermined threshold value, and the rotor is damaged. judge. As a result, even at an installation location where unexpected noise continues, noise with a specific frequency can be detected with high accuracy. As a result, it is possible to reliably detect the breakage of the rotating body and turn off the light source, thereby realizing a safer lighting device.
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.
１ 画像投射装置
１０ 照明装置
１１ 光源
１２ 集光レンズ
１３ ハーフミラー
１４ １／４波長板
１５、１７、２２ レンズ群
１６ カラーホイール
１６ｍ、１８ｍ 駆動部
１８ 蛍光体ホイール
２１ ライトトンネル
２３ ミラー群
２４ 画像形成素子
２５ 投射光学部
３０ 騒音センサ
５０ 電気部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
光源と、
前記光源から射出される光が入射する回転体と、
前記回転体の発する騒音を検出する騒音検出部と、
前記騒音検出部が検出した騒音の中の前記回転体の破損に起因して発生する特定周波数の騒音の大きさに基づいて前記回転体の破損を判定する破損判定部と、を有する照明装置。 An illumination device that emits light transmitted or reflected by a rotating body as illumination light,
A light source;
A rotating body on which light emitted from the light source is incident;
A noise detector for detecting noise generated by the rotating body;
A breakage determination unit that determines breakage of the rotating body based on the magnitude of noise of a specific frequency generated due to breakage of the rotating body in the noise detected by the noise detection unit;
各々の前記回転体の破損に起因して発生する個別の特定周波数が各々の前記回転体に対して設けられており、
前記破損判定部は、各々の前記回転体に対して配置された前記騒音検出部が検出した前記個別の特定周波数の騒音を閾値と比較する請求項２に記載の照明装置。 A plurality of the rotating bodies, and the noise detection unit disposed with respect to each of the rotating bodies,
An individual specific frequency generated due to breakage of each of the rotating bodies is provided for each of the rotating bodies,
The lighting device according to claim 2, wherein the breakage determination unit compares the noise of the individual specific frequency detected by the noise detection unit arranged for each of the rotating bodies with a threshold value.
個別の閾値が各々の前記回転体に対して設けられており、
前記破損判定部は、各々の前記回転体に対して配置された前記騒音検出部が検出した前記特定周波数の騒音を前記個別の閾値と比較する請求項２又は３に記載の照明装置。 A plurality of the rotating bodies, and the noise detection unit disposed with respect to each of the rotating bodies,
A separate threshold is provided for each of the rotating bodies,
The lighting device according to claim 2 or 3, wherein the breakage determination unit compares the noise of the specific frequency detected by the noise detection unit arranged for each of the rotating bodies with the individual threshold value.
前記照明装置から射出する照明光の光学経路を定める光学経路構成手段と、
前記光学経路上に配置された画像形成素子と、
前記画像形成素子によって形成された画像を投射する投射光学部と、を有し、
前記光源はランプ光源である画像投射装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
Optical path forming means for determining an optical path of illumination light emitted from the illumination device;
An image forming element disposed on the optical path;
A projection optical unit that projects an image formed by the image forming element,
The image projection apparatus, wherein the light source is a lamp light source.
前記照明装置から射出する照明光の光学経路を定める光学経路構成手段と、
前記光学経路上に配置された画像形成素子と、
前記画像形成素子によって形成された画像を投射する投射光学部と、を有し、
前記光源はレーザ又は発光ダイオードである画像投射装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
Optical path forming means for determining an optical path of illumination light emitted from the illumination device;
An image forming element disposed on the optical path;
A projection optical unit that projects an image formed by the image forming element,
The image projection apparatus, wherein the light source is a laser or a light emitting diode.
前記回転体の発する騒音を検出するステップと、
検出した前記騒音の中の前記回転体の破損に起因して発生する特定周波数の騒音の大きさに基づいて前記回転体の破損を判定するステップと、を有する回転体の破損判定方法。 A rotator breakage determination method in an illuminating apparatus that includes a light source and a rotator on which light emitted from the light source is incident, and emits light that is transmitted or reflected by the rotator as illumination light,
Detecting noise generated by the rotating body;
Determining the breakage of the rotating body based on the magnitude of noise of a specific frequency generated due to the breakage of the rotating body in the detected noise.
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