JPH08214580A

JPH08214580A - カラーホイールのためのディジタルモータ制御装置および方法

Info

Publication number: JPH08214580A
Application number: JP7294569A
Authority: JP
Inventors: James L Conner; エル．コナージェームス; Joseph G Egan; ジー．イーガンジョセフ; William R Breithaupt; アール．ブレイサウプトウィリアム
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1996-08-20
Also published as: EP0712253B1; DE69535528D1; KR960019951A; EP0712253A3; EP0712253A2; US5625424A; DE69535528T2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブラシレス直流モータにより駆動されるカラ
ーホイールの速度および位相を制御するための、単一チ
ップ上への集積回路化が可能な全ディジタル設計のモー
タ制御装置および方法の提供。【解決手段】カラーホイール１５を駆動するブラシレ
ス直流モータ１６の位相および速度の双方を制御するた
めのディジタルモータ制御装置１７においては、誤差検
出装置２１が、速度誤差または位相誤差を検出する。誤
差論理装置２２が、該誤差を用い、該誤差により決定さ
れる量だけ現在の入力電圧から変化する平均モータ入力
電圧を表すべく、比例する速度制御値を決定する。パル
ス幅変調装置２３が、該速度制御値を受け、それを用い
て、モータ駆動信号に対するデューティサイクルを決定
する。転流装置２４が、適切な駆動信号を変調し、駆動
段２７が該駆動信号をモータ１６へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像ディスプレイ
システムに関し、特に画像ディスプレイシステムに用い
られるカラーホイール用の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空間的光変調器（ＳＬＭ）に基づく画像
ディスプレイシステムは、ブラウン管（ＣＲＴ）に基づ
く画像ディスプレイシステムの代わりとなるものであ
る。ＳＬＭシステムは、ＣＲＴシステムの大形性なしに
高解像度を与える。

【０００３】ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭ
Ｄ）はＳＬＭの１タイプであり、直接観察用、または投
射ディスプレイ用として用いられうる。ＤＭＤは、数百
または数千の小さい傾斜式ミラーのアレイを有し、それ
ぞれの該ミラーは１画素を表す。諸ミラーを傾斜しうる
ようにするのには、それぞれの該ミラーを、支持柱に取
付けられた１つまたはそれ以上のヒンジに取付け、下に
ある制御回路上へエアギャップにより隔離する。該制御
回路は、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、諸ミラー
はこのデータによって、光を画像平面へ反射し、または
画像平面からそらせるように、傾斜せしめられる。

【０００４】ＳＬＭディスプレイシステムによりカラー
画像を発生させる１つの方法は、画像フレームの全画素
を順次異なる色によりアドレス指定する。例えば、それ
ぞれの画素は赤、緑、および青の値を有しうる。その場
合、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。これらと同じ色の３つの
部分を有するカラーホイールが、該データに同期せしめ
られ、それによって、それぞれの色に対するデータがＳ
ＬＭによりディスプレイされる時、ＳＬＭに入射する光
は該カラーホイールによりフィルタされる。６０画像毎
秒の標準ディスプレイ速度においては、目は画像を本来
の色を有するものとして知覚する。

【０００５】それぞれの画素が、それぞれの色に対して
１ビットより多くを有する値により表されるようにする
ためには、さまざまな変調方式が、それぞれの色の強度
を変化させるために用いられうる。例えば、それぞれの
画素は、それぞれの色に対して８ビットずつの、２４ビ
ット値を有しうる。これは、それぞれの色に対し、２ ⁸
＝２５６レベルを可能ならしめる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、ブラシレス直流モータを有するカラーホイールの速
度および位相を制御するための、ディジタルモータ制御
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】それぞれのパルスがカラ
ーホイールの現在の位置を表示する諸パルスから構成さ
れるインデックス信号を、誤差検出装置が受ける。それ
は、該インデックス信号の位相を、基準信号の位相と比
較するか、または、それは、インデックス信号の周期を
基準信号の周期と比較し、それによって誤差値を決定す
る。誤差論理装置が該誤差値を受け、それを用いて速度
制御値を計算する。パルス幅変調装置が、該速度制御値
に基づき変調信号を発生する。転流論理装置が該変調信
号により、前記モータへの駆動信号のパルス幅を変調す
る。レベルシフタおよび電力増幅器のような駆動段回路
もまた、同じモータ制御装置内に含まれうる。

【０００８】本発明の利点は、全ディジタル設計を用い
ていることである。この設計は、前記モータの速度およ
び位相の双方を制御する論理回路と、電力増幅用回路と
が、単一チップ上に集積回路として組合わされることを
可能ならしめる。これは、多チップデバイスにより構成
され、部分的にアナログである、他のブラシレス直流モ
ータ用制御装置とは対照的である。また、現在のブラシ
レスモータ制御装置は、位相と速度とを制御するように
は設計されていない。

【０００９】

【発明の実施の形態】ディスプレイシステムの概説以下の説明は、ＳＬＭによって発生せしめられた画像を
ディスプレイする、ディスプレイシステムに関する。し
かし、本発明は、ＳＬＭに基づくディスプレイに、また
はディスプレイシステムにさえ、限定されるものではな
い。実際、本発明によるカラーホイール制御装置は、カ
ラーホイールの速度および位相の双方が調整されなくて
はならない、いかなる応用に対しても有用である。

【００１０】図１は、カラーホイール１５を用い、また
カラーホイールモータ１６およびモータ制御装置１７を
有する、典型的なＳＬＭに基づく画像ディスプレイシス
テム１０のブロック図である。本発明によれば、カラー
ホイールモータ制御装置１７は、全ディジタル装置であ
る。それは、速度および位相の双方を制御し、単一イン
デックス信号を用いて速度および位相誤差の双方を決定
することができる。本説明の目的上、モータの「位相」
は、カラーホイールをして、現在ディスプレイされてい
るデータに同期せしめられうるようにする、基準信号に
対するその位置を意味する。

【００１１】ディスプレイシステム１０の諸部品に関す
る以下の概説は、本発明の理解に役立つ詳細を与える。
他のタイプのカラーホイールシステムを有する、ＤＭＤ
に基づく画像ディスプレイシステムに関するさらなる詳
細は、「標準的独立ディジタル化ビデオシステム（Ｓｔ
ａｎｄａｒｄＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＤｉｇｉｔｉ
ｚｅｄＶｉｄｅｏＳｙｓｔｅｍ）」と題する米国特
許第５，０７９，５４４号、および「ＤＭＤディスプレ
イシステム（ＤＭＤＤｉｓｐｌａｙＳｙｓｔｅ
ｍ）」と題する米国特許出願第０８／１４６，３８５号
に記載されている。これらの特許のそれぞれは、テキサ
ス・インスツルメンツ（ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔｓ）を権利者とし、それぞれここで参照されること
により、その内容は本明細書に取り込まれる。

【００１２】信号インタフェース１１は、ある種類の入
力信号を受ける。ここでの例の目的上、この入力信号
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。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１５の速度を調節するための
基準信号として用いられる。しかし、他のシステムにお
いては、該入力信号はグラフィックスデータでありえ、
基準信号はある他の信号源から来るものでありうる。

【００１３】ビデオ入力信号の場合においては、インタ
フェース１１が、ビデオ信号を同期およびオーディオ信
号から分離する。それはＡ／Ｄ変換器およびＹ／Ｃ分離
器を含み、それらはデータを画素データサンプルに変換
し、かつ輝度データをクロミナンスデータから分離す
る。信号は、Ｙ／Ｃ変換以前にディジタルデータへ変換
され、またはディジタル化以前にＹ／Ｃ分離が行われう
る。

【００１４】画素データプロセッサ１２は、さまざまな
処理タスクを行うことにより、ディスプレイ用のデータ
を準備する。プロセッサ１２は、処理に際しデータを記
憶する処理メモリを含む。プロセッサ１２が行うタスク
には、直線化、色空間変換、および線発生が含まれる。
直線化は、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。色空間変換
は、前記データをＲＧＢデータへ変換する。線発生は、
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。これらのタス
クが行われる順序は、変化しうる。

【００１５】ディスプレイメモリ１３は、プロセッサ１
２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１３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」フォーマットにフォーマットし、該ビッ
トプレーンをＳＬＭ１４へ供給する。該ビットプレーン
フォーマットは、ＳＬＭ１４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
の値に従ってターンオンまたはオフされうる。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。典型的ディスプレイシステム１０にお
いては、メモリ１３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、ＳＬＭ１４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ＳＬＭ
１４へ得られるように、「ピンポン」式に制御される。

【００１６】ＳＬＭ１４は、いかなるタイプのＳＬＭで
あってもよい。例の目的上、本説明は、ディジタルマイ
クロミラーデバイス（ＤＭＤ）であるＳＬＭを有するデ
ィスプレイシステムを扱う。しかし、同じ概念は、他の
タイプのＳＬＭを用いるディスプレイシステムに対して
も適用される。カラーホイールによりフィルタされた光
源照明を用いて画像を発生させる、どのようなＳＬＭに
も適している。

【００１７】ＳＬＭ１４上に入射する光は、回転するカ
ラーホイール１５を通して送られる。従来の技術の項に
おいて説明したように、それぞれの色に対するデータは
シーケンス化され、該データのディスプレイは、ＳＬＭ
１４へ送られつつある光を通過させているカラーホイー
ル１５の部分が、ディスプレイされている該データに対
応するように、同期せしめられる。本説明の例において
は、それぞれの画素はＲＧＢデータ値によって表され、
これは、それぞれの画素が赤値、緑値、および青値を有
することを意味する。フレーム内の全画素の、それぞれ
の色に対する値がディスプレイされつつある時、カラー
ホイール１５は、光が対応する赤、青、または緑のフィ
ルタを通過するように回転する。これらの３つの値の組
合せが、それぞれの画素に対する所望の色を生じる。

【００１８】カラーホイール１５は、ブラシレス直流モ
ータであるモータ１６により駆動される。通常、モータ
１６は多相のものであり、本説明の例においては３相モ
ータである。

【００１９】モータ制御装置１７は、適切な駆動信号を
モータ１６へ供給することにより、カラーホイール１５
の速度および位相を制御する。例えば、所望の速度は、
６０フレーム毎秒のディスプレイ速度に対応する６０回
転毎秒である。位相は、カラーホイール１５の正しいフ
ィルタ（赤、緑、または青）が、そのフィルタに対する
データがディスプレイされつつある時に、ＳＬＭ１４へ
光を通過させつつあるようにセットされる。前記駆動信
号に依存して、モータ１６は速度を変えることができ、
その位相が正しくなるまで加速または減速しうる。

【００２０】以下に説明されるように、正しい速度およ
び位相を決定するために、制御装置１７は基準信号を受
ける。制御装置１７はまた、１つまたはそれ以上の帰還
信号をも受け、速度誤差および位相誤差を決定する。図
１の例においては、速度誤差および位相誤差の双方を得
るために、カラーホイール１５からのインデックス信号
が用いられる。他の実施例においては、速度は他の帰還
信号から決定される。制御装置１７はまた、転流タイミ
ング用として、モータ１６から１つまたはそれ以上のセ
ンス信号をも受ける。

【００２１】マスタタイミング装置１８は、さまざまな
システム制御機能を行う。別の設計においては、それ
は、制御装置１７へ供給されてカラーホイール１５の速
度および位相をセットするのに用いられる基準信号を発
生する。

【００２２】モータ制御装置図２は、モータ制御装置１７のブロック図である。一般
に、制御装置１７は、パルス幅変調方式の速度制御用に
設計される。すなわち、速度制御は、モータ１６への駆
動信号の「オン」および「オフ」時間を変調することに
より行われる。以下に説明されるように、誤差検出器２
１から始まる全ディジタルデータ経路は、駆動段２７か
らの適切な駆動信号出力の「オン」パルスを変調する
「チョップ」パルスを生じる。

【００２３】誤差検出器２１の基本機能は、基準位相お
よび速度データを、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ことである。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１６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。

【００２４】従って、誤差検出器２１は、カラーホイー
ル１５の所望の速度および位相をセットする基準信号を
受ける。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。その諸パルスは約
６０フィールド毎秒の速度で生じ、それはカラーホイー
ル１５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１５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。例えば、位相は、カラー
ホイール１５の赤部分の最初の境界が位置ｘにある、垂
直同期パルスのｔ秒後の時刻によりセットされうる。

【００２５】誤差検出器２１はまた、カラーホイール１
５からインデックス信号をも受ける。本説明の例におい
ては、インデックス信号は毎回転の単一パルスであり、
これは、カラーホイール１５上の既知位置を表示する。
以下に説明されるように、このインデックス信号は位相
帰還信号であり、速度帰還信号としても用いられうる。

【００２６】図３Ａは、誤差検出器２１の１構成を示
し、それはインデックス信号を用いて速度誤差および位
相誤差の双方を決定する。それは、２つのカウンタ３１
および３２と、比較器３３とを含む。両カウンタ３１お
よび３２は、同じクロック信号を受ける。

【００２７】速度誤差を検出するために、誤差検出器２
１は、インデックスパルスの周期を、基準パルスの周期
と比較する。詳述すると、基準カウンタ３１は、２つの
垂直同期パルス間のクロックパルスの数をカウントす
る。同時に、インデックスカウンタ３２は、２つのイン
デックスパルス間のクロックパルスの数をカウントす
る。ＡＬＵ３３は、これら２つのカウント間の差を決定
する。それは、ｎビット誤差値ｘ（ｔ）を論理装置２２
へ供給する。

【００２８】位相誤差を検出するためには、所望位相
は、基準パルスとインデックスパルスとの間の、ある所
定の時間差によって表される。基準パルスは、インデッ
クスカウンタ３２を０にセットするのに用いられる。そ
の後、カウンタ３２は、それがインデックスパルスを受
けるまでカウントする。このカウントはＡＬＵ３３へ供
給され、ＡＬＵ３３は、所望位相と実位相との間の差を
決定し、ｎビット誤差値ｘ（ｔ）を誤差論理装置２２へ
供給する。例えば、インデックスパルスは、基準パルス
と一致することが所望されうる。従って、カウンタ３２
は、もし２つの信号が同相であれば、完全な１回転をカ
ウントすべきである。そうでない場合には、カウンタ３
２は位相誤差を表す。

【００２９】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１５は、ほぼ所望速度である
速度にされる。次に、毎回転のインデックスカウント
が、毎回転の基準カウントと同じになるまで、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。

【００３０】図３Ｂは、誤差検出器２１の別の実施例を
示す。この実施例においては、速度誤差および位相誤差
は、別個の帰還信号から決定される。位相誤差は、図３
Ａの誤差検出器２１におけると同様にして決定され、こ
の場合、基準パルスがインデックスカウンタ３５をリセ
ットし、カウント数はＡＬＵ３８により所望位相に関連
せしめられる。速度誤差は、インデックス信号以外の速
度帰還信号により決定される。例えば、モータ１６の逆
起電力が、速度を表示するために用いられうる。もしモ
ータ１６が毎回転ｎパルスを発生するとすれば、ｎ個目
毎のパルス間の時間が測られ、毎基準パルス間の時間と
比較されうる。カウンタ３６および３７と、ＡＬＵ３８
とは、この目的のために用いられ、使用される速度帰還
のタイプによっては追加の論理装置が必要になりうる。

【００３１】再び図２を参照すると、誤差論理装置２２
は、誤差検出器２１から誤差値ｘ（ｔ）を受ける。誤差
論理装置２２によって行われる動作は、カラーホイール
モータ１６への所望の平均電圧に比例する値を計算す
る、フィードフォワード累積機能である。従って、誤差
信号ｘ（ｔ）が、モータ駆動信号のデューティサイクル
の変化を表す正の値である場合は、速度制御信号ｙ
（ｔ）は、所望のデューティサイクルを表す。例えば、
駆動信号周期の１／２のデューティサイクルは、モータ
１６に対するＶボルトの平均電圧と、６０回転毎秒の所
望速度と、を生ずることが知られよう。もしモータ１６
が速くなりすぎつつあれば、速度制御値はもっと短いデ
ューティサイクルを表すが、もしモータ１６が遅くなり
すぎつつあれば、速度制御値はもっと長いデューティサ
イクルを表す。

【００３２】図４は、誤差論理装置２２によって行われ
る論理機能の例を示し、その場合、その機能は次のアル
ゴリズムによって記述される。

【００３３】

【数１】ｙ（ｔ）＝ｆ＊〔ｘ（ｔ）＋（ｋ−１）＊ｘ
（ｔ−１）〕＋ｙ（ｔ−１）

【００３４】値ｋおよびｆは、負荷に関係するさまざま
な因子によって決定される定数である。これらの因子
は、モータの運転周波数、モータの応答、電力増幅器の
利得、およびモータのブレーク周波数に関する比例定数
を含む。好ましくは、定数ｆおよびｋは、変動する負荷
に対しプログラム可能であるものとする。誤差値ｘ
（ｔ）は、誤差検出器２１から受けた現在の誤差値であ
る。値ｘ（ｔ−１）およびｙ（ｔ−１）は、前の計算か
ら記憶されたものである。論理装置２２の出力ｙ（ｔ）
は、ディジタル速度制御値である。

【００３５】再び図２を参照すると、パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）装置２３は、ディジタル速度制御値ｙ（ｔ）を受
ける。一般に、ＰＷＭ装置２３は、高レベルのモータ駆
動パルスを「チョップ」するオン／オフ信号を発生す
る。その結果は、モータ速度を決定する平均出力電圧で
ある。

【００３６】図５は、ＰＷＭ装置２３を示す。カウンタ
５１は、サイクル内のクロックパルスを順次カウント
し、パルス幅スイッチング周波数をセットする。例え
ば、クロック周波数を２０ＭＨｚとし、カウンタ５１を
４００カウントの間隔毎に飽和してゼロに復帰するよう
に設計すれば、５０ＫＨｚのモータスイッチング周波数
を設定することができる。カウンタ５１のクロック周波
数カウントは比較器５２へ供給され、比較器５２はそれ
を、誤差論理装置２２から受けた値と比較する。もし一
致が起これば、比較器５２は状態をスイッチする。カウ
ンタ５１からの桁上げ出力および比較器５２の出力は、
マルチプレクサ５３の選択入力Ｓ１およびＳ２へ供給さ
れる。これらの入力の値に依存して、４つのマルチプレ
クサ入力Ｉ０からＩ４までのうちの１つが、マルチプレ
クサ５３の出力として通過せしめられる。入力Ｉ１は値
１として通過する。入力Ｉ２およびＩ３は、値０として
通過する。ラッチ５４は、前の値を保持し、それをマル
チプレクサ５３へ帰還する。ＰＷＭ装置２３の出力は、
転流論理装置２５へ供給される。

【００３７】動作に際しては、モータ１６に対する駆動
信号のそれぞれの周期において、比較器５２が一致を検
出するまでは、それぞれの周期の開始時において「オ
ン」時間が保持される。この段階において、カウンタ５
１が該周期の残りをカウントしてしまうまで、駆動信号
は低レベルになる。それは、その後、次の周期の開始時
などにおいて再び高レベルになる。図５には、ＰＷＭ装
置２３の出力が、３つの駆動信号周期Ｐ１、Ｐ２、およ
びＰ３と共に示されている。Ｐ１中においては、モータ
は目標電圧を受ける。Ｐ２中においてはモータは減速
し、Ｐ３中においてはモータは加速される。

【００３８】再び図２を参照すると、転流論理装置２４
は、いずれの駆動信号が変調されるべきかを決定する。
この目的のために、転流論理装置２４は、モータ１６の
回転子の現在の位置を表示する入力を受ける。本説明の
例においては、これは、ホール効果センス線により実現
される。あるいは、巻線が発生するモータ１６の逆起電
力を、それぞれの駆動線上において検出し、モータ１６
からのセンタタップ上の電圧と比較する。転流論理装置
２４はまた、通常は外部的に得られる制御信号に結線さ
れ、すなわち制御される、モータ方向入力を受ける。

【００３９】図６は、転流論理装置２４の１実施例を示
し、該装置は、３つのホール効果センス信号入力Ｓ１か
らＳ３までを用いている。４つのＤ形フリップフロップ
６２のそれぞれは、センス信号すなわち方向信号を受け
る。これらのＤ形フリップフロップ６２は、正および負
の位置状態値を出力する。１組の論理ゲート６４は、フ
リップフロップ６２の出力を、ＰＷＭ装置２３の出力と
「ＮＡＮＤ」演算する。インバータ６６およびＤ形フリ
ップフロップ６８は正および負の位相値を発生し、その
１つはＰＷＭ２３からの信号によって変調される。

【００４０】駆動段２７は、通常のブラシレス直流モー
タ駆動機能を行う。それは、モータ電流を操作する電力
増幅器を含み、またレベルシフタを含みうる。図７は、
それぞれの信号経路上に介在せしめられうるレベルシフ
タ７０を示す。図８は、電力増幅器回路の１実施例８０
を示す。電界効果トランジスタ８１は、電力増幅を行
い、ダイオード８３は逆起電力を制御する。

【００４１】単一チップ構成本発明の装置の特徴は、それが、集積回路技術を用いて
単一チップとして製造されうることである。テキサス・
インスツルメンツ社により開発された「ＰＲＩＳＭ」プ
ロセスとして公知の製造技術が、モータ制御装置１７を
その駆動回路と共に集積するのに用いられうる。その結
果、例えば２アンペアまでの必要な電流出力を、該出力
を調整する論理機能をも行う回路から発生させる能力が
得られる。

【００４２】他の実施例以上においては、本発明を特定の実施例に関して説明し
てきたが、この説明は限定的な意味に解釈されるべきで
はない。本技術分野に習熟した者にとっては、開示され
た実施例のさまざまな改変および別の実施例が明らかで
あるはずである。従って、添付の特許請求の範囲は、本
発明の真の範囲内に属する全ての改変に及ぶように考慮
されている。

【００４３】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。（１）ブラシレス直流モータにより駆動されるカラーホ
イールの速度および位相を制御するためのディジタルモ
ータ制御装置であって、位相帰還信号を受け、該位相帰
還信号に基づいて位相誤差値を決定し、かつ速度帰還信
号を受け、該速度帰還信号に基づいて速度誤差値を決定
するための、ディジタル誤差検出装置と、前記位相誤差
値または前記速度誤差値に基づいて速度制御値を計算す
る誤差論理装置と、前記速度制御値に基づいて変調信号
を発生するディジタルパルス幅変調装置と、前記変調信
号により前記モータに対する駆動信号のパルス幅を変調
する転流論理装置と、を含む、ディジタルモータ制御装
置。

【００４４】（２）前記位相帰還信号が、前記カラーホ
イールが既知位置にある時刻を表すインデックス信号で
ある、第１項記載の制御装置。（３）前記誤差検出装置が、前記インデックス信号と基
準信号との間の位相差を決定するカウンタを有する、第
２項記載の制御装置。

【００４５】（４）前記速度帰還信号が、前記カラーホ
イールがその回転中に既知位置にある時刻を表すインデ
ックス信号であり、前記誤差検出装置が、該インデック
ス信号の周期を基準信号の周期と比較することにより前
記速度誤差値を決定する、第１項記載の制御装置。

【００４６】（５）前記速度帰還信号が前記モータの逆
起電力を検出することによって得られ、前記誤差検出装
置が、前記インデックス信号の周期を基準信号の周期と
比較することにより前記速度誤差値を決定する、第１項
記載の制御装置。（６）前記誤差論理装置が、フィードフォワード機能を
実現する論理装置を含む、第１項記載の制御装置。

【００４７】（７）前記フィードフォワード機能が現在
および過去の誤差値に基づく、第６項記載の制御装置。（８）前記フィードフォワード機能が過去の速度制御値
に基づく、第６項記載の制御装置。

【００４８】（９）前記誤差値が前記駆動信号の周期の
増分を表し、前記速度制御値が前記駆動信号のデューテ
ィサイクルを表す、第１項記載の制御装置。（１０）前記誤差論理装置が、前記モータの負荷に関係
する定数に基づくフィードフォワード機能を実現する、
第１項記載の制御装置。

【００４９】（１１）前記パルス幅変調装置が、モータ
駆動信号周期の増分をカウントするカウンタと、前記速
度制御値を該カウンタの出力と比較する比較器と、を有
する、第１項記載の制御装置。（１２）前記モータが多相モータであり、前記駆動信号
を該モータの適切な駆動線へ供給するための駆動段をさ
らに含む、第１項記載の制御装置。

【００５０】（１３）ブラシレス直流モータにより駆動
されるカラーホイールの速度および位相の制御方法であ
って、該カラーホイールが既知位置にある時刻を表示す
る、該カラーホイールからのパルス信号の形式の位相帰
還を受けるステップと、ディジタル論理を用いて前記パ
ルス信号のパルスと基準パルスとの間の時間差を決定
し、それによって位相誤差値を決定するステップと、前
記カラーホイールの回転周期を表示する、パルス信号の
形式の速度帰還を受けるステップと、ディジタル論理を
用いて前記速度帰還信号の周期と基準周期との間の時間
差を決定し、それによって速度誤差値を決定するステッ
プと、ディジタル論理を用いて、前記位相誤差値または
前記速度誤差値に基づき、前記モータの駆動信号のデュ
ーティサイクルを表す速度制御値を決定するステップ
と、ディジタルパルス幅変調装置を用いて、前記速度制
御値に基づき、前記モータに対する駆動信号をパルス幅
変調するステップと、を含む、ブラシレス直流モータに
より駆動されるカラーホイールの速度および位相の制御
方法。

【００５１】（１４）速度帰還を受ける前記ステップ
が、位相帰還を受ける前記ステップのために用いられる
信号と同じ信号によって行われる、第１３項記載の方
法。（１５）ディジタル論理を用いて速度制御値を決定する
前記ステップが、過去および現在の位相誤差値または速
度誤差値に基づき、フィードフォワードアルゴリズムに
よって行われる、第１３項記載の方法。

【００５２】（１６）ディジタル論理を用いて速度制御
値を決定する前記ステップが、前記モータに対する前記
負荷により決定される少なくとも１つの定数を表す因子
を含む、フィードフォワードアルゴリズムによって行わ
れる、第１３項記載の方法。

【００５３】（１７）ブラシレス直流モータ１６の位相
および速度の双方を制御するためのディジタルモータ制
御装置１７。誤差検出装置２１が、速度誤差または位相
誤差を検出する。誤差論理装置２２が、該誤差を用い、
該誤差により決定される量だけ現在の入力電圧から変化
する平均モータ入力電圧を表すべく、比例する速度制御
値を決定する。パルス幅変調装置２３が、該速度制御値
を受け、それを用いて、モータ駆動信号に対するデュー
ティサイクルを決定する。転流装置２４が、適切な駆動
信号を変調し、駆動段２７が該駆動信号をモータ１６へ
供給する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーホイールモータ制御装置を有す
るディスプレイシステムのブロック図。

【図２】図１のモータ制御装置のブロック図。

【図３】ＡおよびＢは、図２の誤差検出器の別の実施例
のブロック図。

【図４】図２の誤差論理装置の機能ブロック図。

【図５】図２のパルス幅変調装置のブロック図。

【図６】図２の転流論理装置のブロック図。

【図７】図２の駆動段への入力において用いられうるレ
ベルシフタを示す。

【図８】図２の駆動段用の電力増幅器回路を示す。

【符号の説明】

１５カラーホイール１６カラーホイールモータ１７モータ制御装置２１誤差検出器２２誤差論理装置２３パルス幅変調装置２４転流論理装置２７駆動段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウィリアムアール．ブレイサウプトアメリカ合衆国テキサス州ダラス，ノートヘブンロード 3415

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラシレス直流モータにより駆動される
カラーホイールの速度および位相を制御するためのディ
ジタルモータ制御装置であって、位相帰還信号を受け、該位相帰還信号に基づいて位相誤
差値を決定し、かつ速度帰還信号を受け、該速度帰還信
号に基づいて速度誤差値を決定するための、ディジタル
誤差検出装置と、少なくとも前記位相誤差値および前記速度誤差値のいず
れかに基づいて速度制御値を計算する誤差論理装置と、前記速度制御値に基づいて変調信号を発生するディジタ
ルパルス幅変調装置と、前記変調信号により前記モータに対する駆動信号のパル
ス幅を変調する転流論理装置と、を備えたディジタルモ
ータ制御装置。
【請求項２】ブラシレス直流モータにより駆動される
カラーホイールの速度および位相の制御方法であって、前記カラーホイールが既知位置にある時刻を表示する、
前記カラーホイールからのパルス信号の形式の位相帰還
を受けるステップと、ディジタル論理を用いて前記パルス信号のパルスと基準
パルスとの間の時間差を決定し、それによって位相誤差
値を決定するステップと、前記カラーホイールの回転周期を表示する、パルス信号
の形式の速度帰還を受けるステップと、ディジタル論理を用いて前記速度帰還信号の周期と基準
周期との間の時間差を決定し、それによって速度誤差値
を決定するステップと、ディジタル論理を用いて、前記位相誤差値または前記速
度誤差値に基づき、前記モータの駆動信号のデューティ
サイクルを表す速度制御値を決定するステップと、ディジタルパルス幅変調装置を用いて、前記速度制御値
に基づき、前記モータに対する駆動信号をパルス幅変調
するステップと、を備えたブラシレス直流モータにより
駆動されるカラーホイールの速度および位相の制御方
法。