JP2003057424A - 分光装置、その製造方法、その使用方法、並びにそれを備えたカラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分光装置の加工工程の簡素化、カラーホイー
ルの回転時の騒音低下、装置の分光性能及び照明利用率
の向上を図ること。 【解決手段】 １体の光透過性円盤１０の表面に赤色、
緑色、青色の各波長の光を透過する３種類のフィルタ
Ｒ，Ｇ，Ｂを選択的に成膜し、これらフィルタ間にはフ
ィルタ未成膜範囲Ｗを備えたカラーホイール１と、この
カラーホイール１を回転させるモータ２とを備えた分光
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる複数の波長
の光を時分割で取り出す分光装置、その製造方法、その
使用方法、並びにその分光装置を備えたカラー表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６に従来の分光装置の組立分解図、
図１７にその分光装置の側断面図を示す。これらの図に
示すように、従来の分光装置は、例えば、赤色光、緑色
光、青色光のそれぞれのフィルタを成膜したガラス１１
０Ｒ，Ｇ，Ｂを所望の角度で切り出し、それらをハブ１
２０に貼り合せてカラーホイール１１０を作成し、その
ハブ１２０をねじ１３０等でモータ１４０に固定する構
造となっていた。また、カラーホイール１１０の前面内
周部には、一部に反射テープ１４０が設けられた黒マス
ク１４１を固定し、その反射テープ１４０を利用してカ
ラーホイール１１０の回転数を検出できるように構成さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の分光装置には、次のような問題があった。 カラーホイールの加工工程が複雑で、その回転のバラ
ンスをとるのにカラーホイールを構成する個々のガラス
毎に微調整が必要だった。 カラーホイールの分割部に微妙なすきまや段差が生
じ、回転時の騒音が大きかった。 カラーホイールの分割部の照明を利用しようとして
も、その分割部の段差、すきま、あるいは破断面の非平
滑性等から散乱光を生じ、照明として機能しないという
問題があった。

【０００４】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたもので、分光装置、特にそこで使用されるカラ
ーホイールの加工工程の簡素化、カラーホイールの回転
時の騒音低下、分光装置の分光性能及び照明利用率の向
上、さらに分光装置を利用したカラー表示装置の性能向
上を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、１
体の光透過性円盤の表面に特定の波長の光を透過する複
数種類のフィルタを選択的な範囲で蒸着又はスパッタリ
ングして成膜する工程、及び前記円盤の表面にアンチリ
フレクション膜を被膜する工程を有するカラーホイール
製造工程と、カラーホイール製造工程で製造されたカラ
ーホイールを、それを回転させるモータに取り付ける組
立工程と、を備え、前記フィルタの成膜は、その成膜範
囲を画定するマスク治具を用いて、前記複数種類のフィ
ルタ毎に成膜範囲を変えて行うことを特徴とする。この
ように、カラーホイールの母材として１体の光透過性円
盤を用い、そこにマスク治具を用いて成膜することで、
カラーホイール加工工程の簡素化、カラーホイールの回
転性能向上、及びカラーホイールの回転時の騒音低下が
達成される。

【０００６】また、前記フィルタの成膜は、複数の前記
円盤を前記マスク治具によるマスク領域を重ねた状態に
並べて行うと、成膜バッチ処理の効率化が図れる。さら
にこの場合、前記円盤と前記マスク治具とを一方を他方
に対して相対回転可能に保持すると、この相対回転を利
用して前記各フィルタの成膜範囲を順次変えることがで
きるので、成膜バッチ処理の一層の効率化が図れる。

【０００７】また、前記円盤と前記マスク治具とを、磁
石、ねじ、バネのいずれかにより固定すると、それらの
着脱容易性ゆえにフィルタ毎の成膜範囲の変更が容易に
実施できることになる。

【０００８】また、前記カラーホイール製造工程におい
て、内部に真空領域を形成して成膜を行うための複数の
空洞部列を備える上下分割型成膜加工装置を利用し、前
記各空洞部列を前記各フィルタの種類にそれぞれ対応さ
せておき、前記円盤をトレイに収納してそのトレイを前
記各空洞部列内に順に移動させ、各空洞部列内で前記円
盤の所定領域をマスクしてその空洞部列に対応する種類
のフィルタを成膜する。これにより、フィルタの成膜を
ストリームライン化でき、従ってカラーホイール製造の
生産を向上させることができる。なお、この場合、前記
各空洞部列を構成する部材に前記円盤の所定領域をマス
クするマスク部材を固定しておくと、各空洞部列毎にマ
スク治具のマスク領域を設定する工程を省くことができ
る。

【０００９】また、前記アンチリフレクション膜の被膜
は、前記円盤の中央部を保持して行うと、アンチリフレ
クション膜を円盤の最外周まで被膜することができ、カ
ラーホイールの小型化に寄与できる。

【００１０】本発明の分光装置は、１体の光透過性円盤
の表面に、特定の波長の光を透過する複数種類のフィル
タを選択的に成膜したカラーホイールと、前記カラーホ
イールを回転させるモータと、を備えたことを特徴とす
る。これによれば、カラーホイールの回転及び分光性能
が向上し、カラーホイール回転時の騒音も低下させるこ
とができる。

【００１１】また、前記カラーホイールはその中心部
に、前記フィルタの成膜時に前記円盤の所定範囲をマス
クするマスク治具及び／又は前記モータの取り付け穴を
少なくとも１つ有し、前記取り付け穴のうち少なくとも
１つの取り付け穴の面積重心は偏心しているか、あるい
は前記取り付け穴のうち少なくとも１つは位置決め可能
な形状に形成されていることを特徴とする。これによ
り、カラーホイールとマスク治具及び／又はモータとが
それらの取り付け時に容易に位置決め可能となる。な
お、これらの場合、前記取り付け穴が前記カラーホイー
ルの中心に対して点対称に配置されていると、カラーホ
イールの回転バランスを良好に保つことができる。

【００１２】また、前記カラーホイールの回転バランス
をとるための補正ハブを前記カラーホイールの中央部に
配置することを特徴とする。これによって、カラーホイ
ールの回転バランスを調整することが可能となる。

【００１３】また、前記カラーホイールの回転信号を検
出するための検出パターンが前記フィルタのいずれか一
つと一体に成膜され、且つ他のフィルタとは異なった領
域に成膜されていることを特徴とする。これによれば、
分光用のフィルタと回転信号検出用の検出パターンとを
同時に形成することができ、別途反射膜などを設ける手
間を省くことができる。

【００１４】また、前記カラーホイールの回転信号を検
出するための複数のバンドからなるバンドパターンが前
記各フィルタと一体に成膜され、かつバンド間には未成
膜領域が配されていることを特徴とする。これにより、
１回転を更に細かく分割した回転信号の検出が可能にな
る。なお、このバンドパターンには、基準位置として識
別可能なバンドを１個以上含ませることができる。

【００１５】また、前記カラーホイールの前記複数種類
のフィルタ間には、角度範囲にして１度以上１５度以下
のフィルタ未成膜範囲を備えることができる。これによ
り、フィルタ蒸着時のマスク治具の位置決め精度を緩く
できる他、フィルタの重なりが防止されて開口時間の減
少も抑制できる。

【００１６】また、前記フィルタの成膜端辺は、この分
光装置から出射する光を受け取る素子の受け取り部の形
状に合せて傾斜させてもよい。このようにすると、フィ
ルタ未成膜範囲をより狭くでき、照明の時間開口率を上
げることが可能になる。

【００１７】また、前記モータとして流体軸受モータを
備え、その色回転周波数を所定値以上にすることで、い
わゆるカラーブレークアップの防止が図れる。

【００１８】本発明の分光装置の使用方法は、前記カラ
ーホイールのフィルタ未成膜範囲の照明を用いることを
特徴とする。これにより、照明の利用率を上げることが
できる。この場合、前記フィルタ未成膜範囲を各フィル
タとの境界部とそれら境界部の間の中間部とに区別し、
白色表示の際に、前記境界部の照明、前記中間部の照
明、あるいはこれらを組み合わせた照明を使い分ける
と、表示色のより細かな制御が可能となる。

【００１９】本発明のカラー表示装置は、上記の分光装
置を使用するものであり、例えば、光源と、前記光源か
らの光を時分割で複数の色光に分光する上記の分光装置
と、前記分光装置で分光された光を変調する光変調素子
と、前記光変調素子で変調された光を投射する投射レン
ズとを備えたカラー表示装置である。このカラー表示装
置は、上記分光装置及びそのその使用方法に基づく優れ
た性能を備える。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら本発
明の実施の形態を詳細に説明する。 実施形態１ 図１は本発明の実施形態に係る分光装置の組立分解図で
ある。この分光装置は、中央部に丸穴を有した１枚のガ
ラス円盤１０に、それぞれ赤、緑、青の各色光のみを透
過しそれ以外の光を反射する分光フィルタ（ダイクロイ
ックフィルタ）Ｒ、Ｇ、Ｂを蒸着又はスパッタリングし
て成膜（マスク治具を使用したエリア成膜）したカラー
ホイール１と、そのカラーホイール１を回転させるモー
タ２と、カラーホイール１をモータ２に取り付けるため
のハブ３を備えてなる。カラーホイール１はその中央部
に取り付け穴１ａがあり、その穴１ａにハブ３のボス３
ａが挿入され、さらに取り付け穴のひとつであるカラー
ホイール１の案内穴１ｂとハブ３のピン３ｂを利用して
それらが位置決めされて、カラーホイール１の内周部が
ハブ３の外周部３ｃに接着剤などで固着されてなる。ま
た、モータ２とハブ３も接着剤やねじなどで互いに固着
される。なお、カラーホイール１の取り付け用案内穴１
ｂはカラーホイール１の中心から偏心した位置にあって
その位置決めに利用されるものであり、従って、その案
内穴１ｂは取り付け穴１ａから延びる溝で置き換えるこ
ともできる。

【００２１】カラーホイール１の各フィルタＲ、Ｇ、Ｂ
の境界部は、フィルタ未成膜範囲Ｗとしている。こうす
ることで、そこには図２（ａ）に示すようなフィルタの
重なりが生じることがなくなって、常に図２（ｂ）のよ
うな状態になる。そのため、フィルタの重なりによる開
口時間の減少が防止されるので、フィルタ未成膜範囲Ｗ
を透過する照明の利用が可能となって光利用効率を上げ
ることができ、また、カラーブレークアップ対策にも寄
与できる。さらに、フィルタ未成膜範囲Ｗを設けること
で、フィルタ成膜範囲の画定精度を緩くできるという利
点もある。ただし、フィルタ未成膜範囲Ｗの範囲があま
り大きいと、白だけの輝度が上がってしまい他の色の輝
度が低下してしまうため、その角度範囲は１度以上１５
度以下に設定するものとする。なお、カラーブレークア
ップとは、時分割方式でカラー画像生成を行うカラー表
示装置の画像を見る際に、見る者に赤色光、緑色光の色
分離が知覚されてしまう現象である。

【００２２】カラーホイール１のフィルタＲ、Ｇ、Ｂの
いずれか１つのフィルタの内縁には従来の反射テープに
対応する凸部１ｄが分光フィルタ（ここではフィルタ
Ｂ）と一体に成膜されている。この凸部１ｄの利用方法
は、例えば、凸部１ｄのある半径Ｒ位置での光量の変化
をフォトセンサなどで検出することにより、カラーホイ
ール１の回転信号を検出することである。また、図３に
示すように、カラーホイール１の回転信号を検出して、
光変調素子との同期を取るための複数のバンドからなる
バンドパターン（ＰＬＬパターン）１ｅを、フィルタ
Ｒ、Ｇ、Ｂの成膜時にそれらと一体に成膜しておいても
よい。なお、個々の各バンド間は未成膜領域となってい
る。また、バンドパターン１ｅには、基準位置として識
別可能な１以上のバンド（インデックス信号となるバン
ド）を含めことができる。このようなバンドパターンを
利用することで、このバンドパターンと同期した詳細な
回転信号を検出でき、より詳細な回転信号での空間光変
調器の高精度制御が可能となる。

【００２３】ところで、フィルタＲ、Ｇ、Ｂの互いの成
膜端辺は、一般にはカラーホイール１の径方向に沿って
放射状に設けられる。しかしながら、その成膜端辺を、
この分光装置から出射する光を受け取る素子の受け取り
部の形状に合せることもできる。これは、図１２に示す
ように、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタの成膜端辺を、分光装置
から出射する光を受け取る素子２２の光受け取り部の形
状に合せたものである。例えば、図１３の拡大図に示す
ように、フィルタ未成膜範囲Ｗを画定する２つのフィル
タの端辺間に対応して位置する素子２２の光受け取り部
の２つの側辺と、上記２つの端辺とがなす角度Ａ，Ｂを
等しくするように成膜端辺を傾斜させると、フィルタ未
成膜範囲Ｗを効率的に狭くできて、分光装置の時間開口
率を上げることが可能になる。

【００２４】図４はカラーホイール１が備える、フィル
タの成膜時に使用するマスク治具やモータ２の取り付け
に供される取り付け穴の例示図である。図示するよう
に、カラーホイール１はその中心部に、フィルタＲ、
Ｇ、Ｂの成膜時に円盤のフィルタ非成膜範囲をマスクす
るマスク治具及び／又はモータ２の取り付け穴１ｃ（位
置決め穴や案内穴も含む）を少なくとも１つ有し、その
うちの少なくとも１つの取り付け穴１ｃの面積重心が
（カラーホイール１の中心から）偏心するように形成さ
れているか（図４の（ａ）〜（ｃ）、（ｅ）〜
（ｈ））、あるいは位置決め可能な円以外の特殊な形状
に形成されている（図４の（ｄ））。これらは、カラー
ホイール１とマスク治具及び／又はモータ２の位置決め
を容易に可能にする。また、図４の（ａ）〜（ｅ）に示
すように、取り付け穴１ｃがカラーホイール１の中心に
対して点対称に配置されていると、カラーホイール１の
回転時、その回転バランスを良好に保つことができる。

【００２５】実施形態２ 図５は本発明の別の実施形態を示す補正ハブを備えた分
光装置の側断面図である。この分光装置は図５に示すよ
うに、カラーホイール１の回転バランスをとるための補
正ハブ４をカラーホイール１の中央部に配置している。
これは特に、図４の（ｆ）〜（ｈ）に示すような穴が中
心に対して非対称に配置されているような重量バランス
の偏ったカラーホイール１を使用する場合などに、その
重量バランスの偏りを修正するバランス材４ａ装着した
補正ハブ４をハブ３に接着剤などで固着すると、カラー
ホイール１を含むこの分光装置の回転部の回転バランス
を良好に保持することが可能になる。なお、ハブ３や補
正ハブ４は樹脂やアルミなどで作りその軽量化を図るも
のとする。

【００２６】実施形態３ これは、実施形態１又は２における分光装置のモータ２
として、オイル流体又は空気流体の流体軸受機構を備え
た流体軸受モータを採用したものである。流体軸受モー
タは、カラーブレークアップの発生を軽減できる色回転
周波数に対応したカラーホイール１の回転を、高精度で
安定に維持することを可能にする。例えば、カラーブレ
ークアップの発生を軽減できる好ましい色回転周波数３
００Ｈｚとする場合には、１８０００ｒｐｍで、さらに
好ましい色回転周波数５００Ｈｚとする場合には、３０
０００ｒｐｍで回転させることが必要であるが、流体軸
受モータは、これらの回転数を高精度で安定に維持させ
る。

【００２７】実施形態４ 次に、実施形態１〜３で説明した分光装置の製造手順を
説明する。まず、その製造工程を大別すると、中央部に
取り付け穴を備えた１枚のガラスなどの光透過性円盤の
表面のそれぞれ異なる範囲に、赤色光、緑色光、青色光
のフィルタＲ、Ｇ、Ｂを蒸着又はスパッタリングして成
膜する工程、及びそれらのフィルタが成膜された円盤の
全面にアンチリフレクション膜を被膜する工程を有する
カラーホイール製造工程と、カラーホイール製造工程で
製造されたカラーホイールを、それを回転させるモータ
に組付ける組立工程とからなる。

【００２８】光透過性円盤の表面にフィルタＲ、Ｇ、Ｂ
を成膜するには、それぞれのフィルタの成膜範囲を正確
に画定することが必要になる。その成膜範囲を正確に画
定するためには、所定の成膜範囲を露出し、それ以外の
範囲をマスクするマスク治具を利用する。図６は光透過
性円盤１０（カラーホイール１となるもの）にフィルタ
Ｒ、Ｇ、Ｂを成膜する際のマスク方法を示したもので、
ここでは、マスク治具はトレイ１５とマスク板１６とか
ら成る。円盤１０は、まずトレイ１５のボス１５ａにそ
の取り付け穴１ａを嵌合させてトレイ１５上に載置さ
れ、そのトレイ１５上の円盤１０に、所定の範囲が開口
しそれ以外の部分がマスクされたマスク板１６が載置さ
れる。マスク板１６にはピン１６ｂが形成されており、
そのピン１６ｂを円盤１０の案内穴１ｂに挿入すること
で、円盤１０とマスク板１６とは正確に位置決めされ
る。そして、円盤１０とマスク治具とは、さらにねじ１
８で固定される。この円盤１０とマスク治具とが固定さ
れた状態において、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかのフィルタを
円盤１０の表面に蒸着又はスパッタリングして成膜す
る。

【００２９】１種類のフィルタの成膜が終了したら、マ
スク板１６を円盤１０の次の範囲を開口して露出させる
別のマスク板に取り替えて、上記と同様の作業を行う。
この作業をＲ、Ｇ、Ｂのフィルタについて繰り返すこと
で、Ｒ、Ｇ、Ｂ全てのフィルタの成膜が完了する。この
ように、円盤１０とマスク治具とは、フィルタの種類に
応じて取り外しを繰り返すため、それらの固定には、ね
じ１８の他、磁石、バネなどの着脱が容易に行える固定
手段を用いるものとする。

【００３０】全てのフィルタが成膜された円盤１０は、
次に、その表面のほぼ全域にアンチリフレクション膜が
被膜される。円盤１０を小型化するためには、円盤１０
の外縁までも有効に利用する必要があるため、円盤１０
の外縁にも確実にアンチリフレクション膜が被膜される
用にする必要がある。そのため、アンチリフレクション
膜の被膜は、図７に示すように、円盤１０の内周部をホ
ールド治具１９ａ、１９ｂで保持した状態で行って、円
盤１０の最外縁にも確実にアンチリフレクション膜を被
膜するようにしている。

【００３１】実施形態５ フィルタの成膜を、チャンバ内に複数の円盤を配置し、
チャンバ内部を真空にした状態で行う場合には、チャン
バ内にできるだけ多くの円盤を入れてその成膜バッチ枚
数を増やすと、作業効率を上げることができる。図８に
はこの点を考慮したチャンバ内における円盤の配置状態
の平面図を、図９にはその側面図をそれぞれ示した。こ
れは、全ての円盤１０に対して同じ１種類のフィルタの
成膜範囲だけを露出させるように、そしてマスク板１７
によってマスクされている範囲を重ねるようにすること
で、より多くの円盤１０をチャンバ内に並べられるよう
にしたものである。なお、この場合において、マスク板
１７及び円盤１０を支持している軸２０を利用し、円盤
１０をマスク板１７に対して回転させる機構を備えて、
異なるフィルタを成膜する度に円盤１０のフィルタ成膜
範囲をそれぞれの範囲に変えるようにしてもよい。そう
すれば、異なるフィルタを成膜する毎にチャンバを開い
て円盤１０の位置を変える作業が省略でき、カラーホイ
ールの生産性を大幅に向上させることができる。

【００３２】実施形態６ これは、内部に真空領域を形成して成膜を行うための複
数の空洞部列を備える上下分割型蒸着加工装置を用いる
もので、各空洞部列を各フィルタの種類にそれぞれ対応
させておき、円盤をトレイに収納してそのトレイを各空
洞部列内に順に移動させ、各空洞部列内で円盤の所定領
域をマスクしてその空洞部列に対応する種類のフィルタ
を蒸着する方法である。

【００３３】上下分割型蒸着加工装置は、例えば、図１
０に示すように、その可動部（上側）２４と固定部（下
側）２５とがパッキン２６を介して閉まったときに複数
の空洞部列２７が形成されてその空洞部分だけが真空に
されるので、加工効率（真空サイクル）を向上させるの
に適している。この加工装置によるフィルタの蒸着に
は、例えば、図１１に示すような、円盤１０を収納する
トレイ２８と、トレイ２８の上側でスライドして、赤色
光、緑色光、青色光の各フィルタ蒸着範囲に対応して３
つのパターンに切り替わる構造を有するマスク板２９と
からなるマスク治具を使用する。そして、図１０（ａ）
に示すように、円盤１０を固定したトレイ２８とマスク
板２９を、それぞれの空洞部列に対応した赤色フィルタ
蒸着列２７ａ、緑色フィルタ蒸着列２７ｂ、青色フィル
タ蒸着列２７ｃの順に進めて行くとともに、それぞれの
フィルタ蒸着列において、マスク板２９をスライドさせ
て対応するフィルタの蒸着範囲のみを露出させるように
している。蒸着範囲が画定された後は、図１０（ｂ）に
示すように、各フィルタの蒸着列において、対応するそ
れぞれのフィルタの蒸着が実行される。このようにフィ
ルタの成膜工程をストリームライン化することで、その
生産性を向上させることができる。

【００３４】なお、円盤１０のマスク手段としては、マ
スク板２９を用いる代わりに、各フィルタ蒸着列の可動
部２４に、あらかじめ対応するマスク部材を設けてお
き、可動部２４と固定部２５とが閉まったときには、必
然的にフィルタ蒸着範囲が露出し、他の部分がマスクさ
れるようにしてもよい。

【００３５】実施形態７ 次に、上記各実施形態で説明した分光装置を利用したカ
ラー表示装置について説明する。図１４は、本発明に係
るカラー表示装置の実施形態であるプロジェクタの概略
構成を示したものである。同図に示すように、このプロ
ジェクタは、白色光を出射する光源３０と、この光源３
０から発せられた光を分光するカラーホイール１及びモ
ータ２を備えた分光装置３１と、分光装置３１からの光
を混ぜ合わせ統合することによって照度の平滑化を図る
ロッドインテグレータ３７と、コンデンサレンズ３２
と、コンデンサレンズ３２からの光線を反射するミラー
３３と、ミラー３３で反射した光線を光変調素子３５に
照射させるミラー３４と、ミラー３４を介して入射する
色光の色に対応した色画像を生成する光変調素子３５
と、光変調素子３５で反射変調された光を受けて投射を
行なう投射レンズ３６と、それらの動作を制御する制御
回路を備えてなる。なお、光変調素子３５としては、上
記のミラー型光変調素子の他、強誘電体液晶、反強誘電
体液晶、πセルモード液晶、TN液晶、OCBモード液晶な
ども利用できる。

【００３６】上記のプロジェクタの制御回路は、マイク
ロプロセッサ４１と、タイミングジェネレータ４２と、
フレームメモリ４３と、光変調素子駆動制御回路４４と
で構成される駆動回路４０を備えている。このプロジェ
クタでは、タイミングジェネレータ４２でカラーホイー
ル１の回転と光変調素子３５の駆動タイミングを制御し
ている。具体的には、まず、画像信号を図示しないサン
プリング回路でサンプリングさせる。そして、画像入力
信号中の同期信号が、マイクロプロセッサ４１及びタイ
ミングジェネレータ４２に送られる。それと同時に、画
像信号中の画像データが、タイミングジェネレータ４２
にコントロールされたフレームメモリ４３に書き込まれ
るようになっている。光源３０から出射される白色光
は、タイミングジェネレータ４２により光変調素子３５
の表示タイミングに同期して回転するカラーホイール１
によって、表示データ色と同一の色順次で投射光源が生
成され、上記光学系を経由して光変調素子３５に照射さ
れるようになっている。そして、光変調素子３５に照射
されたそれぞれの色光は、光変調素子３５により光変調
が施され、投射レンズ３６を介してスクリーンへ拡大投
射されてカラー画像表示に供される。

【００３７】ところで、このようなカラー表示装置で
「白」を表示する際、分光装置３１のフィルタ未成膜範
囲Ｗの照明を利用して照明効率を上げることができる
が、未成膜範囲Ｗの利用の仕方によって「白」の色純度
が異なってくる。例えば、カラーホイール面における照
明領域を図１５のように区分して、フィルタ未成膜範囲
を各フィルタとの境界部とそれら境界部の間の中間部と
に区別し、白色表示の際に、境界部の照明、中間部の照
明、あるいはこれらを組み合わせた照明として使い分け
るようにする。その場合、中間部のみの照明を利用する
と色純度の高いきれいな白が再現できる。これに対して
中間部と境界部の照明を混ぜて使用すると、白の色純度
は若干低下するが明るさを増すことができる。また、境
界部の照明だけを用いた場合には、色純度のさらに低い
白をとなる。従って、分光装置３１の使用照明領域を映
像ソースに応じて使い分けることで、例えば、自然画を
表示する場合には色純度を重視し、データ表示やプレゼ
ンテーションなどでは明るさを重視するなどといった制
御が可能になる。

【００３８】上記のカラー表示装置においては、本発明
の分光装置の採用により、既に説明した各種の特性が発
揮されて、カラー表示装置の性能改善が実現される。な
お、本発明の分光装置は、実施形態７で説明したプロジ
ェクタの他、プロジェクションテレビなどのカラー表示
装置の、直視画像表示用撮像素子のカラーフィルタとし
ても利用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分光装置の加工工程の簡素化、カラーホイールの回転時
の騒音低下、分光装置自体の分光性能及び照明利用率の
向上が図れ、また、この分光装置を利用したカラー表示
装置の性能もそれらに伴って向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る分光装置の組立分解
図。

【図２】カラーホイール面上で隣合うフィルタの成膜態
様の相違を示す説明図。

【図３】図１の分光装置で使用するカラーホイールの別
の例を示す斜視図。

【図４】カラーホイールのマスク治具及び/又はモータ
との取り付け穴の例示図。

【図５】補正ハブを備えた分光装置の側断面図。

【図６】フィルタ成膜時のマスク治具とカラーホイール
との固定方法を示す説明図。

【図７】アンチレフレクション被膜時のカラーホイール
の保持方法を示す説明図。

【図８】複数の円盤をマスク治具によるマスク領域を重
ねて並べた状態を示す正面図。

【図９】図７の状態を横方向から見た側面図。

【図１０】上下分割型蒸着加工装置を利用したフィルタ
成膜方法を示す説明図。

【図１１】図１０の方法で使用するトレイ及びマスク治
具とカラーホイールとの関係を示す説明図。

【図１２】カラーホイールへのフィルタの成膜態様の一
例を示す正面図。

【図１３】カラーホイールとカラーホイールからの光を
受信する素子との位置関係を示す説明図。

【図１４】本発明の分光装置を用いたプロジェクタの概
略構成図。

【図１５】カラーホイール面における照明領域の説明
図。

【図１６】従来の分光装置の組立分解図。

【図１７】図１６の分光装置の側断面図。

【符号の説明】

１ カラーホイール １ａ 取り付け穴 １ｂ 案内穴 １ｃ 取り付け穴 Ｒ 赤色光フィルタ Ｇ 緑色光フィルタ Ｂ 緑色光フィルタ Ｗ フィルタ未成膜領域 ２ モータ ３ ハブ ４ 補正ハブ １０ カラーホイール用円盤 １５ トレイ １６、１７ マスク板 １８ ねじ １９ａ、１９ｂ ホールド治具 ３０ 光源 ３１ 分光装置 ３５ 光変調素子 ３６ 投射レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋爪 俊明 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ02 AZ05 AZ08 2H048 GA01 GA12 GA23 GA24 GA25 GA26 GA30 GA60 GA61

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １体の光透過性円盤の表面に特定の波長
   の光を透過する複数種類のフィルタを選択的な範囲で成
   膜する工程、及び前記円盤の表面にアンチリフレクショ
   ン膜を被膜する工程を有するカラーホイール製造工程
   と、 カラーホイール製造工程で製造されたカラーホイール
   を、それを回転させるモータに取り付ける組立工程とを
   備え、 前記フィルタの成膜は、その成膜範囲を画定するマスク
   治具を利用し、前記複数種類のフィルタ毎に成膜範囲を
   変えて行うことを特徴とする分光装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記成膜を、蒸着又はスパッタリングに
   より行うことを特徴とする請求項１記載の分光装置の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記フィルタの成膜は、複数の前記円盤
   を前記マスク治具によるマスク領域を重ねた状態に並べ
   て行うことを特徴とする請求項２に記載の分光装置の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記円盤と前記マスク治具とを一方を他
   方に対して相対回転可能に保持し、この相対回転を利用
   して前記各フィルタの成膜範囲を変えることを特徴とす
   る請求項３に記載の分光装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記円盤と前記マスク治具とを、磁石、
   ねじ、バネのいずれかにより固定することを特徴とする
   請求項２乃至４のいずれかに記載の分光装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記カラーホイール製造工程において、
   内部に真空領域を形成して成膜を行うための複数の空洞
   部列を備える上下分割型成膜加工装置を利用し、前記各
   空洞部列を前記各フィルタの種類にそれぞれ対応させて
   おき、前記円盤をトレイに収納してそのトレイを前記各
   空洞部列内に順に移動させ、各空洞部列内で前記円盤の
   所定領域をマスクしてその空洞部列に対応する種類のフ
   ィルタを成膜することを特徴とする請求項１に記載の分
   光装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記各空洞部列を構成する部材に前記円
   盤の所定領域をマスクするマスク部材を固定したことを
   特徴とする請求項６に記載の分光装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記アンチリフレクション膜の被膜は、
   前記円盤の中央部を保持して行うことを特徴とする請求
   項１乃至７のいずれかに記載の分光装置の製造方法。
9. 【請求項９】 １体の光透過性円盤の表面に特定の波長
   の光を透過する複数種類のフィルタを選択的に成膜した
   カラーホイールと、 前記カラーホイールを回転させるモータと、 を備えたことを特徴とする分光装置。
10. 【請求項１０】 前記カラーホイールはその中心部に、
    前記フィルタの成膜時に前記円盤の所定範囲をマスクす
    るマスク治具及び／又は前記モータの取り付け穴を少な
    くとも１つ有し、前記取り付け穴の少なくとも１つの取
    り付け穴の面積重心は偏心していることを特徴とする請
    求項９に記載の分光装置。
11. 【請求項１１】 前記カラーホイールはその中心部に、
    前記フィルタの成膜時に前記円盤の所定範囲をマスクす
    るマスク治具及び／又は前記モータの取り付け穴を少な
    くとも１つ有し、前記取り付け穴の少なくとも１つは位
    置決め可能な形状に形成されていることを特徴とする請
    求項９に記載の分光装置。
12. 【請求項１２】 前記取り付け穴が前記カラーホイール
    の中心に対して点対称に配置されていることを特徴とす
    る請求項１０又は１１に記載の分光装置。
13. 【請求項１３】 前記カラーホイールの回転バランスを
    とるための補正ハブを前記カラーホイールの中央部に配
    置したことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか
    に記載の分光装置。
14. 【請求項１４】 前記カラーホイールの回転信号を検出
    するための検出パターンが前記フィルタのいずれか一つ
    と一体に成膜され、且つ他のフィルタとは異なった領域
    に成膜されていることを特徴とする請求項９乃至１３の
    いずれかに記載の分光装置。
15. 【請求項１５】 前記カラーホイールの回転信号を検出
    するための複数のバンドからなるバンドパターンが前記
    各フィルタと一体に成膜され、かつバンド間には未成膜
    領域が配されていることを特徴とする請求項９乃至１３
    のいずれかに記載の分光装置。
16. 【請求項１６】 前記バンドパターンは基準位置として
    識別可能な少なくとも１つのバンドを含むことを特徴と
    する請求項１５に記載の分光装置。
17. 【請求項１７】 前記カラーホイールの複数種類の前記
    フィルタ間に、１度以上１５度以下のフィルタ未成膜範
    囲を備えたことを特徴とする請求項９乃至１６のいずれ
    かに記載の分光装置。
18. 【請求項１８】 前記フィルタの成膜端辺がこの分光装
    置から出射する光を受け取る素子の受け取り部の形状に
    対応して傾斜していることを特徴とする請求項９乃至１
    ７のいずれかに記載の分光装置。
19. 【請求項１９】 前記モータとして流体軸受モータを備
    えたことを特徴とする請求項９乃至１８のいずれかに記
    載の分光装置。
20. 【請求項２０】 前記カラーホイールのフィルタ未成膜
    範囲の照明を用いることを特徴とする請求項１７乃至１
    ９のいずれかに記載の分光装置の使用方法。
21. 【請求項２１】 前記フィルタ未成膜範囲を各フィルタ
    との境界部とそれら境界部の間の中間部とに区別し、白
    色表示の際に、前記境界部の照明、前記中間部の照明、
    あるいはこれらを組み合わせた照明を使い分けることを
    特徴とする請求項２０に記載の分光装置の使用方法。
22. 【請求項２２】 前記請求項９乃至１９のいずれかに記
    載の分光装置を備えたことを特徴とするカラー表示装
    置。
23. 【請求項２３】 光源と、前記光源からの光を時分割で
    複数の色光に分光する分光装置と、前記分光装置で分光
    された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子で変
    調された光を投射する投射レンズとを備えたカラー表示
    装置において、 前記分光装置として前記請求項９乃至１９のいずれかに
    記載の分光装置を備えたことを特徴とする請求項２２に
    記載のカラー表示装置。