JP2001281562A - 回転型カラーディスクおよびそれを用いた映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、風切り音を抑え、回転むらの少
ない回転型カラーディスクおよびそれを用いた映像表示
装置を提供する。 【解決手段】複数色の色分離フィルタ５の光透過領域８
を固定した光透過基板を、回転駆動可能にモータに取付
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光源から出射された
光束を映像信号に変調しスクリーン上に投影する、例え
ばプロジェクタ装置などの映像表示装置において、特
に、光源から出射された光を連続的に時分割する複数色
の色分離用回転型カラーディスクおよびそれを用いた映
像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転型カラーディスクおよびそれ
を用いた映像表示装置は、例えば特開平１０−４８５４
２号公報に記載されている。回転型カラーディスクは、
円盤状の支持体の外側段付部分に、複数色の偏平な円環
形状の色分離フィルタを接着し、色分離フィルタの支持
体より外側への突出部分に、円環状の光透過性領域を形
成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
複数の色分離フィルタをその内縁部を支持体に接着して
いるため、複数各色の色分離フィルタを回転軸に対して
直角で、かつ同一面上に配置することは非常に困難であ
る。したがって、複数色の各色の色分離フィルタの継ぎ
目部分の特に円環状の光透過領域の部分において段差が
できてしまうという課題がある。

【０００４】このような複数の色分離フィルタを高速回
転した場合、風切り音が大きく発生するため、映像表示
装置に組み込んだ場合には、ノイズとなり実用上多大な
欠点となる。

【０００５】また、高速回転時は複数各色の色分離フィ
ルタの継ぎ目部分の段差の部分において空気抵抗が大き
くなるため、回転軸に対して負荷が不均一となり、回転
むらの原因となってしまう。回転むらは色分離フィルタ
の切り替えタイミングのずれとなるため、映像表示装置
においては色ずれなどの性能劣化となってしまう。

【０００６】回転型カラーディスクの理想的な構造とし
て考えられるのは、一枚の円環形状の光透過基板上に、
複数色の色分離フィルタを直接形成することである。即
ち、削孔内円部を有し、この円と同心の外円環形状の光
透過基板上に、複数各色個々の色分離フィルタ特性を有
する光学薄膜を形成することである。

【０００７】まず、色分離フィルタについて説明する。
一例として、回転型カラーディスクで使用される複数色
の色分離フィルタが赤色（以後、Ｒという）、緑色（以
後、Ｇという）、青色（以後、Ｂという）の３色の場合
について説明する。

【０００８】図５は色分離フィルタのスペクトル透過率
曲線を示す図である。図５において、Ｒは赤色フィル
タ、Ｇは緑色フィルタおよびＢは青色フィルタを表して
いる。図５に示すように、各色の色分離フィルタの透過
率特性は異なっている。個々の光学薄膜は、1/4波長の
光学厚みを基本とし、個々のフィルタによって層数が異
なる。しかも個々のフィルタは２０層以上の真空蒸着薄
膜で形成しなければ、このように鋭い吸収の高い透過率
のフィルタを製作することが困難である。

【０００９】これを一枚の円環形状の基板に真空蒸着で
３色フィルタを形成するには、例えばＲの特性を蒸着す
る場合は、他のＧ、Ｂの特性を蒸着する領域は蒸着され
ないようにマスキングする必要がある。したがって、
Ｒ、Ｇ、Ｂ３色をすべて蒸着するためには、３回マスキ
ングをしなければならない。また個々の扇形フィルタ部
分を連続して設けるためには、正確なマスキング合わせ
が必要となり、製作が困難である。

【００１０】さらに円盤形状の基板の形で蒸着すること
は、色分離フィルタ特性の必要のない部分を含むため、
蒸着工程で一工程で製作する円環形状の基板の枚数が少
なくなり、経済的な観点からも不利になり、コスト高に
なる。

【００１１】本発明の目的は、簡単な構成で、風切り音
を抑え、回転むらの少ない回転型カラーディスクおよび
それを用いた映像表示装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数色の色分
離フィルタの光透過領域を少なくとも固定した光透過基
板が、回転駆動可能にモータに取付けられていることを
特徴とする回転型カラーディスクである。

【００１３】また、本発明は、前記複数色の色分離フィ
ルタが、円環形状を有していることを特徴とする回転型
カラーディスクである。

【００１４】また、本発明は、前記複数色の色分離フィ
ルタに、円環形状の第２の光透過基板が固定されている
ことを特徴とする回転型カラーディスクである。

【００１５】また、本発明は、上記回転型カラーディス
クの前記光透過領域が、集光の通過位置に配置されてい
ることを特徴とする回転型カラーディスクを用いた映像
表示装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず最初に、本発明の回転型カラ
ーディスクの実施の形態を用いた映像表示装置について
説明する。図１４は本発明の回転型カラーディスクを用
いた映像表示装置の構成例の図である。

【００１７】図１４において、例えばメタルハライドラ
ンプ、ハロゲンランプ、キセノンランプなどのランプ光
源１２から放射された光線は、ミラー特性を持った回転
放物形状のリフレクタ１１により平行光になり、集光レ
ンズ１３によって、本発明の回転型カラーディスク１０
の実施の形態の色分離フィルタ５に集光する。色分離フ
ィルタ５を透過した光は、レンズ１４により反射型表示
デバイス１５に入射する。この反射型表示デバイス１５
により得られる画像は、投射レンズ１６によりスクリー
ン（図示せず）に投射される。このとき、色分離フィル
タ５を高速で回転させることにより、回転型カラーディ
スク１０の色分離フィルタ５を透過する色を切り替える
ことができる。ここで、リフレクタ１１は回転放物形状
であるが、集光レンズ１３を用いずに回転楕円形状のリ
フレクタで集光してもよい。

【００１８】次に、本発明の回転型カラーディスクの実
施の形態について説明する。

【００１９】図１は本発明の回転型カラーディスクの第
１の実施の形態を示す平面図である。図２は図１の構成
の一部断面による側面図である。図３は図１および図2
のフィルタ部の斜視図である。図４は図３の構成の分解
斜視図である。図５は色分離フィルタのスペクトル透過
率曲線を示す図である。

【００２０】まず最初に図３、図４を用いてフィルタ部
の説明をする。

【００２１】図３、図４において、１は光透過基板、５
は複数色の各色の色分離フィルタである。以下、色分離
フィルタ５はＲ、Ｇ、Ｂの３色で３枚の場合について説
明する。光透過基板１は図に示すように円環形状になっ
ており、外径と内径は同心である。 Ｒ、Ｇ、Ｂの３色
の色分離フィルタ５は各々扇型であり、３枚並べると円
環形状となるように形成されている。

【００２２】ここで、光透過基板１と色分離フィルタ５
は、ともに可視部全域において高透過率を有するガラス
板を用いている。光透過基板１はガラス板をダイヤモン
ドホイールを用いて円環形状に切り取り、片面に３層の
反射防止膜を真空蒸着してある。３色の色分離フィルタ
５は、図示のように、光透過基板１と外径および内径が
それぞれ同じの扇型形状であり、片面に図５に示すよう
な光学特性を持つように電子ビーム法により光学薄膜を
真空蒸着してある。

【００２３】製作は、光学薄膜は１／４波長の光学厚み
を基本とし、ガラス板に、Ｓ_iＯ₂とＴ_iＯ₂を交互に重ね
て作成する。そして、光学薄膜はその層数がＲ、Ｇ、Ｂ
の色で異なり、それぞれ約４１、３９、２３層である。
Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の各色毎に、ガラス板に、光学薄膜を
蒸着して、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の色分離フィルタを製作す
る。その後に、スクライバーと手折り法またはプレス法
などにより、図３、図４の図示の扇型形状に切断して、
一枚の色分離フィルタから、多くの同じの扇型形状の色
分離フィルタ５を作成する。そしてＲ、Ｇ、Ｂ３色の色
分離フィルタの各一枚より図３、図４に示す複数色の色
分離フィルタ５を構成する。Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の色分離フ
ィルタの光学薄膜は色により層の数が異なるが、各色の
層の差はわずかであり、実質段差はない。

【００２４】ここでは、円環状にガラス板を切り取った
後に蒸着をする方法を述べたが、蒸着した後に所定の形
状に切り取ることによっても同様に作成できる。

【００２５】そして、光透過基板１の反射防止膜を蒸着
していない面（図２の上面）の片面全面に、複数色の各
色Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の色分離フィルタ５の光学薄膜を蒸着
していない面（図２の下面）の全面を対向させ、ＵＶ接
着剤を使用して、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の色分離フィルタ５を
円環形状に接着固定する。使用するＵＶ接着剤はサンラ
イズＭＳＩ株式会社製商品名ホトボンド#３００であ
り、ＵＶ照射は光透過基板１の反射防止膜面から行い、
光透過基板１の外径と同じ外径ジグを使用して配列し、
各色の分離フィルタ５の両端面間を接触させ接触面を密
着させた後、ＵＶ照射して接着し、図３に示すような色
分離フィルタ５を作成する。ここで、光透過基板１の片
面に反射防止膜を蒸着しているのは、複数色の各色の分
離フィルタ５を透過した光が光透過基板１で反射して透
過率が低下するのを防ぐためである。

【００２６】上記したようにして作成した図３のフィル
タ部の内周部分を、図１、図２に示すように、円盤状の
支持体４の段付部に、中心軸が同軸となるようにエポキ
シ系接着剤を使用して接着固定し、さらにモータのステ
ータ部２に対向するロータ部３に、ネジ７により固定す
る。このとき、支持体４の中心軸とモータのロータ部３
の回転軸が一致するようにしている。この後、円盤状の
補強部材６で複数色の各色の分離フィルタ５の上を接着
固定して機械的剛性を向上させている。このことによ
り、支持体４および補強部材６より外側への突出部分
に、光透過性領域８を形成することができ、Ｒ、Ｇ、Ｂ
３色の色分離フィルタ５で円環状の光透過性領域が形成
される。

【００２７】したがって、本第１の実施の形態によれ
ば、簡単な構成で、複数色の各色の色分離フィルタの継
ぎ目部分の特に円環状の光透過領域の部分において実質
段差がないため、高速回転時における風切り音を抑える
ことができ、回転ムラも少ない。

【００２８】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。

【００２９】図６は本発明の回転型カラーディスクの第
２の実施の形態を示す平面図である。図７は図６の一部
断面による側面図である。図８は図６および図７のフィ
ルタ部の斜視図である。図９は図８の分解斜視図であ
る。

【００３０】この第２の実施の形態が第１の実施の形態
と異なるのは、第１の実施の形態の色分離フィルタ５の
内径のみである。第２の実施の形態において、複数色の
色分離フィルタは２１で図示され、光透過基板１に固定
されている。複数色の色分離フィルタ２１の内径は円環
形状の光透過基板１に対して大きく、その大きさは光透
過領域８の部分より若干小さい大きさである。この複数
色のＲ、Ｇ、Ｂ３色の色分離フィルタ２１は、円環形状
を有する。

【００３１】したがって、本第２の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態の場合よりも、材料１枚当た
りから製作できる色分離フィルタの枚数を多くできるた
め、コストの面において有利である。

【００３２】次に本発明の第３の実施の形態について説
明する。

【００３３】図１０は本発明の回転型カラーディスクの
第３の実施の形態を示す平面図である。図１１は図１０
の構成の一部断面を示す側面図である。図１２は図１０
および図１１のフィルタ部の斜視図である。図１３は図
１２の構成の分解斜視図である。

【００３４】本第３の実施の形態が上記第２の実施の形
態と異なる点は、複数色の色分離フィルタ２１に円環形
状の第２の光透過基板２２が固定されている点である。
それは、複数色のＲ、Ｇ、Ｂ３色の色分離フィルタ５に
おいて、光学薄膜を蒸着したガラス板に、厚さの公差が
あるためである。この公差に基づく厚さの差は段差とな
るため、この部分で風切り音が発生してしまうことにな
る。従来の回転型カラーディスクに比べると段差は小さ
いため、回転数が低い場合は特に問題にならないが、高
速回転となった場合は、この小さな段差でも問題となる
場合がある。そこで、本第３の実施の形態では、複数色
の色分離フィルタ２１に、円環形状の第２の光透過基板
２２を、ＵＶ接着で固定した３層構造とすることによ
り、風の通る表面を滑らかにしたものである。

【００３５】したがって、本第３の実施の形態によれ
ば、より風切り音の低減を図ることができる。

【００３６】なお、この円環形状の第２の光透過基板２
２は、同様にして、第１の実施の形態の複数色の色分離
フィルタ５に固定されてもよい。

【００３７】なお、上記した第１の実施の形態から第３
の実施の形態の回転型カラーディスクにおいては、色分
離フィルタの分割を等分割としているが、映像表示装置
で用いるランプ光源のスペクトラム特性により、各色の
バランスを変えた場合においても、同様の効果が得られ
る。また、上記はＲ、Ｇ、Ｂ３色の３分割の場合で説明
したが、色種、色数および分割数はこれに限定されるも
のではない。

【００３８】図１４は本発明の回転型カラーディスクを
用いた映像表示装置の構成例の図である。図１４の構成
例においては、回転型カラーディスク１０は第１の実施
の形態の回転型カラーディスクを用いているが、第２の
実施の形態、第３の実施の形態ののような回転型カラー
ディスクであってもよいし、またはそれ以外のものであ
ってもよい。この映像表示装置においては、回転型カラ
ーディスク１０に固定される色分離フィルタ５の光透過
領域（図１、図６、図１０の８）は、集光レンズ１３に
よる集光の通過位置に配置されている。

【００３９】映像表示装置においては、反射型表示デバ
イス１５の破損を防止するために、ランプ光源１２から
反射型表示デバイス１５までの間で紫外線領域や赤外線
領域をカットする部材を挿入する必要があり、そのため
に、上記した第１の実施の形態から第３の実施の形態の
回転型カラーディスクでは、回転型カラーディスク１０
の光通過基板１、２２に反射防止膜を真空蒸着している
が、それに代えて、紫外線領域カット膜（ＵＶカット）
や赤外線領域カット膜（ＩＲカット）を形成してもよ
い。

【００４０】本発明の映像表示装置によれば、簡単な構
成で、風切り音や回転ムラをなくすことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で、風切り
音を抑え、回転むらの少ない回転型カラーディスクおよ
びそれを用いた映像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転型カラーディスクの第１の実施の
形態を示す平面図である。

【図２】図１の構成の一部断面による側面図である。

【図３】図１および図２のフィルタ部の斜視図である。

【図４】図３の構成の分解斜視図である。

【図５】色分離フィルタのスペクトル透過率曲線を示す
図である。

【図６】本発明の回転型カラーディスクの第２の実施の
形態を示す平面図である。

【図７】図６の構成の一部断面による側面図である。

【図８】図６および図７のフィルタ部の斜視図である。

【図９】図８の構成の分解斜視図である。

【図１０】本発明の回転型カラーディスクの第３の実施
の形態を示す平面図である。

【図１１】図１０の構成の一部断面による側面図であ
る。

【図１２】図１０および図１１のフィルタ部の斜視図で
ある。

【図１３】図１２の構成の分解斜視図である。

【図１４】本発明の回転型カラーディスクの実施の形態
を用いた映像表示装置の構成例の図である。

【符号の説明】 １…光透過基板、２…モータのステータ、３…モータの
ロータ、４…支持体、５…色分離フィルタ、６…円盤状
の補強部材、７…ネジ、８…光透過性領域、１０…回転
型カラーディスク、１１…リフレクタ、１２…ランプ光
源、１３…集光レンズ、１４…レンズ、１５…反射型表
示デバイス、１６…投射レンズ、２１…色分離フィル
タ、２２…円環形状の第２の光透過基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 康男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 岸 祐司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 野本 寛 神奈川県横浜市青葉区田奈町78番５号 株 式会社日本真空科学研究所内 Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ08 2H048 AA07 AA09 AA12 AA18 AA21 GA01 GA04 GA09 GA12 GA18 GA19 GA23 GA26 GA30 GA34 GA60 GA61 5C060 AA07 BA04 BA09 BB13 BC05 GB01 HC16 HD01 HD02 JB06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数色の色分離フィルタの光透過領域を少
   なくとも固定した光透過基板が、回転駆動可能にモータ
   に取付けられていることを特徴とする回転型カラーディ
   スク。
2. 【請求項２】請求項１記載の回転型カラーディスクにお
   いて、前記複数色の色分離フィルタが、円環形状を有す
   ることを特徴とする回転型カラーディスク。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の回転型カラーディ
   スクにおいて、前記複数色の色分離フィルタに、円環形
   状の第２の光透過基板が固定されていることを特徴とす
   る回転型カラーディスク。
4. 【請求項４】請求項１、２または３記載の回転型カラー
   ディスクの前記光透過領域が、集光の通過位置に配置さ
   れていることを特徴とする回転型カラーディスクを用い
   た映像表示装置。