JP2003287805A - Illuminator and color wheel - Google Patents

Illuminator and color wheel

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JP2003287805A
JP2003287805A JP2002089801A JP2002089801A JP2003287805A JP 2003287805 A JP2003287805 A JP 2003287805A JP 2002089801 A JP2002089801 A JP 2002089801A JP 2002089801 A JP2002089801 A JP 2002089801A JP 2003287805 A JP2003287805 A JP 2003287805A
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俊司 上島
Masatoshi Yonekubo
政敏 米窪
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color recapture type illuminator with high chroma by preventing an output of white light. <P>SOLUTION: A color wheel 40 provided with dichroic films 41R to 41B of each color is arranged at the opening 23 of an emission side of the integrator 20 of the color recapture mode illuminator 10. Reflection films 43 are formed in the adjacent regions 42 of the dichroic films 41R to 41B of each color of the color wheel 40, thereby light 71 is not transmitted but reflected toward the integrator 20 side. Transmission of white light through the color wheel 40 is thus prevented, and the light reflected in the adjacent regions 42 can be reused by the integrator 20, thereby light use efficiency is improved. A projector to display the high chroma and a high contrast color image is provided without sacrificing brightness by adopting the illuminator 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーリキャプチ
ャ方式の照明装置に用いるカラーホイールに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color wheel used for a color recapture type illumination device.

【0002】[0002]

【従来の技術】1つの光源からの光を時分割して変調す
る光学系を備えた、いわゆる単板式のプロジェクタなど
の画像表示装置は、回転式のカラーフィルタであって、
白色光を選択的に透過または吸収させて3原色に時分割
するカラーホイール(カラーフィルタ)と、光の強度分
布を均一にするインテグレータとを備えており、時分割
された色の光束をマイクロミラーデバイスなどのライト
バルブで色変調し、スクリーンに投射してカラー画像を
合成する。
2. Description of the Related Art An image display device such as a so-called single-plate type projector having an optical system for time-divisionally modulating light from one light source is a rotary type color filter.
It is equipped with a color wheel (color filter) that selectively transmits or absorbs white light and time-divides it into three primary colors, and an integrator that makes the intensity distribution of light uniform, and a time-divided light flux is a micromirror. Color modulation is performed with a light valve such as a device, and the result is projected on a screen to synthesize a color image.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これに対して、200
1年のSIDにてカラーリキャプチャ方式の光学系4
0.2「Sequential Color Recapture and Dynamic Fil
tering A method of Scrolling color」が提案されてい
る。カラーリキャプチャ方式の光学系では、カラーフィ
ルタの代わりに、特定の色を透過し他の色の光を反射す
る半透過性のダイクロイック膜(ミラー)が螺旋状など
の適当な形状に組み合わされたカラーホイールが採用さ
れている。各色のダイクロイック膜では、色分離を行う
と共に透過しない光は入射側に反射する。したがって、
カラーホイールの光源側にカラーホイールに再照射する
反射構造を備えたインテグレータを配置することによ
り、カラーホイールのダイクロイック膜(フィルタ)を
通らない光は捨てられずに、インテグレータに戻され、
インテグレータ内で多重反射して再度、カラーホイール
に照射される。そして、そのときに異なる色のダイクロ
イック膜であれば透過して出力され、カラーホイールを
通過しない光が利用される。このため、光のロスが減
り、従来のカラーフィルタを用いた光学系に比べて、光
の利用効率を向上させることができるので、カラーリキ
ャプチャ方式の光学系を採用することにより、さらに明
るく鮮明なマルチカラー画像を表示する画像表示装置を
提供できる。
On the other hand, 200
1 year SID color recapture type optical system 4
0.2 "Sequential Color Recapture and Dynamic Fil
tering A method of Scrolling color ”has been proposed. In the color recapture type optical system, instead of a color filter, a semi-transmissive dichroic film (mirror) that transmits a specific color and reflects light of another color is combined in an appropriate shape such as a spiral shape. A color wheel is used. The dichroic film of each color performs color separation and reflects the light that does not pass through to the incident side. Therefore,
By arranging an integrator equipped with a reflective structure that re-irradiates the color wheel on the light source side of the color wheel, light that does not pass through the dichroic film (filter) of the color wheel is returned to the integrator without being discarded.
It is reflected multiple times in the integrator and is irradiated again on the color wheel. Then, at that time, if the dichroic films of different colors are transmitted and output, the light that does not pass through the color wheel is used. Therefore, the loss of light is reduced, and the light utilization efficiency can be improved compared to the optical system using the conventional color filter.By adopting the color recapture type optical system, it becomes clearer and brighter. It is possible to provide an image display device that displays various multi-color images.

【0004】図20に、カラーリキャプチャ方式の照明
装置100のインテグレータ20の出射側の開口23に
面するように配置されたカラーホイール140の状態を
拡大して示してある。カラーホイール140でインテグ
レータ20の内部を伝播した白色光71Wを色分離して
出力し、リレーレンズ51を通しライトバルブ52へ照
射することによりマルチカラーの画像を表示することが
できる。この際に、カラーホイール140の各色のダイ
クロイック膜141R、141Gおよび141Bの境界
あるいは隣接部分142は、それぞれのダイクロイック
膜141R〜141Bが互いに隣接するが、図21に示
すように、微視的には各膜の端の部分が重ならないよう
に隙間Wを開けて形成されている。したがって、各ダイ
クロイック膜141R〜141Bの端部はエッジ状に形
成されることになる。この隣接部分142にもインテグ
レータ20の出射側の開口23からは光71Wが出力さ
れるので、ここを通過する光71Wは色分離されず、す
なわち白色光としてライトバルブ52へ供給され、投影
される画像の彩度が低下する要因となる。また、白色光
をスイッチングしてもカラー画像が得られないので、実
質的にライトバルブ52の開口率を低減させる要因とも
なる。したがって、カラーリキャプチャ方式の照明装置
100を採用しても画像表示装置としては、そのメリッ
トである光の利用効率の高さを生かした鮮明なカラー画
像を表示することが難しい。
FIG. 20 is an enlarged view of a state of the color wheel 140 arranged so as to face the opening 23 on the exit side of the integrator 20 of the color recapture type illumination device 100. A white light 71W propagating inside the integrator 20 is color-separated by the color wheel 140, output, and emitted to the light valve 52 through the relay lens 51, whereby a multi-color image can be displayed. At this time, in the boundary or adjacent portion 142 of the dichroic films 141R, 141G and 141B of the respective colors of the color wheel 140, the dichroic films 141R to 141B are adjacent to each other, but as shown in FIG. The gap W is formed so that the end portions of the films do not overlap. Therefore, the end portions of the dichroic films 141R to 141B are formed in an edge shape. Since the light 71W is also output to the adjacent portion 142 from the emission side opening 23 of the integrator 20, the light 71W passing therethrough is not color-separated, that is, is supplied to the light valve 52 as white light and projected. This causes a reduction in the saturation of the image. Further, since a color image cannot be obtained even when white light is switched, it is a factor that substantially reduces the aperture ratio of the light valve 52. Therefore, even if the color recapture type illuminating device 100 is adopted, it is difficult for an image display device to display a clear color image that makes the most of the advantage of high light utilization efficiency.

【0005】また、図22に示すように、各色のダイク
ロイック膜141R、141Gおよび141Bの波長特
性(透過量)を考えると、各々のダイクロイック膜14
1R〜141Bの中心部分は、所定の均一な膜厚に形成
されているので、その部分を通過する光線に対して、実
線で示すように、95〜99%程度の非常に高い色分離
性能を示す。しかしながら、隣接領域142では、ダイ
クロイック膜の端がエッジ状に膜厚の薄い部分141R
t、141Gtおよび141Btを光が通ることになる
ため、色分離されたとしても、一点鎖線で示すように、
50%以下の低い色分離性能しか得られない。そして、
隙間Wの部分を通る光は全く色分離されない。このた
め、隙間Wでは光71が色分離されずに出力されてしま
い、ダイクロイック膜141R〜141Bの端では、明
確に色分離されずにカラーホイール140を通過し、ま
た、カラーホイール140で反射されてインテグレータ
20に戻される光量が減少する。したがって、境界ある
いは隣接領域142の効果により、ライトバルブ52で
利用可能な光が減り、また、リキャプチャされる光も減
る。このため、隣接領域142の処理は、カラーリキャ
プチャ方式の光学系において、光の利用効率をさらに向
上するために重要な要因となる。
Further, as shown in FIG. 22, considering the wavelength characteristics (transmission amount) of the dichroic films 141R, 141G and 141B of the respective colors, the dichroic films 14 of the respective dichroic films 14R, 141G and 141B are considered.
Since the central portion of 1R to 141B is formed to have a predetermined uniform film thickness, as shown by the solid line, a very high color separation performance of about 95 to 99% is achieved with respect to a light beam passing through that portion. Show. However, in the adjacent region 142, the edge of the dichroic film has an edge-like thin portion 141R.
Since light passes through t, 141Gt, and 141Bt, even if they are color-separated, as shown by the alternate long and short dash line,
Only a low color separation performance of 50% or less can be obtained. And
Light passing through the gap W is not color-separated at all. Therefore, the light 71 is output without being color separated in the gap W, and passes through the color wheel 140 without being clearly separated at the ends of the dichroic films 141R to 141B and is reflected by the color wheel 140. The amount of light returned to the integrator 20 is reduced. Thus, due to the effect of the border or adjacent area 142, less light is available at the light valve 52 and less light is recaptured. Therefore, the processing of the adjacent region 142 becomes an important factor for further improving the light utilization efficiency in the color recapture type optical system.

【0006】そこで、本発明では、カラーリキャプチャ
方式を用いた照明装置あるいは画像表示装置において、
より光の利用効率の高い明るく、彩度の高い高画質なカ
ラー画像を表示できる照明装置およびカラーホイールを
提供することを目的としている。
Therefore, in the present invention, in the illumination device or the image display device using the color recapture method,
An object of the present invention is to provide an illuminating device and a color wheel capable of displaying a bright, high-saturation, high-quality color image with higher light utilization efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】従来、光学系で色分離す
るカラーフィルタにおいては、光の利用効率を高めるた
めには、光が透過する面積をできるだけ増やす必要があ
り、その方向でカラーフィルタの設計が行われている。
これに対し、カラーリキャプチャ方式のカラーホイール
では、光が透過しなくてもインテグレータの方向に反射
すれば、光の利用効率は大幅には低くならない。したが
って、白色や色分離が不十分な利用できない光を放出す
ることにより、実質的な光の利用効率が低下することを
考えると、白色や色分離が不十分な光を出力しないで、
反射させる方が光の利用効率は向上する。このため、本
発明では、各々の色の半透過部分の隣接領域を、隣接す
る半透過部分を重ねたり、反射性の材料で覆うことによ
り反射率が高くなるように形成し、半透過部分の隣接領
域からライトバルブで利用できない、あるいは効率良く
利用できない白色光や色分離が不十分な光が出力されな
いようにしている。
Conventionally, in a color filter that performs color separation in an optical system, it is necessary to increase the area through which light is transmitted as much as possible in order to increase the light utilization efficiency. The design is being done.
On the other hand, in the color wheel of the color recapture method, even if the light is not transmitted, if the light is reflected in the direction of the integrator, the utilization efficiency of the light is not significantly lowered. Therefore, considering that the efficiency of use of light is substantially reduced by emitting unusable light with insufficient white or color separation, without outputting light with insufficient white or color separation,
The efficiency of light utilization is improved by reflecting the light. Therefore, in the present invention, the adjacent regions of the semi-transmissive portions of the respective colors are formed so that the adjacent semi-transmissive portions are overlapped or covered with a reflective material so that the reflectance is high. White light or light with insufficient color separation that cannot be used or cannot be used efficiently by the light valve is output from the adjacent area.

【0008】すなわち、本発明のカラーリキャプチャ方
式の照明装置は、ロッドインテグレータと、このロッド
インテグレータの入射側の開口に光を供給する光源と、
ロッドインテグレータの出射側の開口に、3原色の光の
内、1つの色の光を透過し他の色の光を反射する半透過
部分を備え、各々の色の半透過部分がインテグレータの
出射側の開口を分割するように回転し、半透過部分の隣
接領域の反射率が半透過部分より高いカラーホイールと
を有している。ロッドインテグレータは中空で反射性の
内周面を備えたもの、ガラスなどの導波体の周面で全反
射したり、周面が反射膜で覆われているものがある。こ
のため、本発明においては、ロッドインテグレータの出
射側の開口に配置されるカラーホイールであって、3原
色の光の内、1つの色の光を透過し他の色の光を反射す
る半透過部分を備え、各々の色の半透過部分がロッドイ
ンテグレータの出射側の開口を分割するように回転し、
半透過部分の隣接領域の反射率が前記半透過部分より高
いカラーホイールを提供する。また、本発明は、各々の
色の半透過部分の隣接領域の反射率を半透過部分より高
く形成する加工工程を有するカラーホイールの製造方法
も含むものである。
That is, the color recapture type illumination device of the present invention includes a rod integrator, a light source for supplying light to an opening on the incident side of the rod integrator,
The output side of the rod integrator has a semi-transmissive part that transmits one of the three primary colors of light and reflects the other color of the light of the three primary colors. The semi-transmissive part of each color is the emission side of the integrator. And a color wheel which is rotated so as to divide the opening of the semi-transparent portion and has a higher reflectance in the area adjacent to the semi-transmissive portion than in the semi-transmissive portion. The rod integrator may be hollow and has a reflective inner peripheral surface, may be totally reflected by the peripheral surface of a waveguide such as glass, or may be covered with a reflective film. Therefore, in the present invention, the color wheel is disposed in the opening on the exit side of the rod integrator, and is a semi-transmissive type that transmits one of the three primary colors and reflects the other colors. And a semi-transmissive part of each color is rotated so as to divide the output side opening of the rod integrator,
Provided is a color wheel in which a reflectance of a region adjacent to the semi-transmissive portion is higher than that of the semi-transmissive portion. The present invention also includes a method of manufacturing a color wheel having a processing step of forming the reflectance of a region adjacent to the semi-transmissive portion of each color higher than that of the semi-transmissive portion.

【0009】本発明のカラーホイールでは、隣接領域の
反射率が半透過部分よりも高いので、隣接領域を透過す
る光量は小さいか、あるいは殆どない。したがって、上
述したように、隣接領域から白色光が出力されたり、色
分離が不十分な光が出力されることが殆どなく、ライト
バルブの実質的な開口率を下げたり、カラー画像の彩度
が低下するのを防止できる。その一方で、カラーホイー
ルの隣接領域で反射された光はロッドインテグレータの
内部に戻され再利用されるので、照明装置としての光の
利用効率は殆ど低下しない。このため、本発明のカラー
ホイールを有する照明装置と、この装置から出力された
各色の光束に基づいて画像データを形成するライトバル
ブと、このライトバルブからの光を投影するレンズシス
テムとを設けることで、明るく、ムラのない高品質なカ
ラー画像を表示するプロジェクタなどの画像表示装置に
おいては、彩度が高く、コントラストの高いマルチカラ
ー表示が可能となる。そして、カラーリキャプチャ方式
の照明装置が採用されているので、コンパクトで明るい
画像表示装置を提供できる。
In the color wheel of the present invention, since the reflectance of the adjacent region is higher than that of the semi-transmissive portion, the amount of light transmitted through the adjacent region is small or almost nonexistent. Therefore, as described above, white light is hardly output from the adjacent area, or light with insufficient color separation is hardly output, and the substantial aperture ratio of the light valve is reduced or the saturation of the color image is reduced. Can be prevented from decreasing. On the other hand, since the light reflected by the area adjacent to the color wheel is returned to the inside of the rod integrator and is reused, the light utilization efficiency of the lighting device is hardly reduced. Therefore, an illumination device having the color wheel of the present invention, a light valve that forms image data based on the luminous flux of each color output from the device, and a lens system that projects light from the light valve are provided. Thus, in an image display device such as a projector that displays a bright, uniform color image of high quality, multi-color display with high saturation and high contrast is possible. Further, since the color recapture type illumination device is adopted, a compact and bright image display device can be provided.

【0010】隣接領域を反射率を高くするには、隣接領
域における各々の半透過部分を形成する半透過膜が重畳
させることが可能である。これにより、隣接領域を、隣
接したダイクロイック膜などの半透過膜が、共通する波
長領域しか透過しないするようにできるので、半透過膜
の透過特性が重なっていないのであれば、ほぼ100%
に近い反射率の隣接領域を形成することができる。
In order to increase the reflectance in the adjacent area, it is possible to overlap the semi-transmissive films forming the respective semi-transmissive portions in the adjacent area. This makes it possible to allow adjacent semi-transmissive films such as dichroic films to transmit only the common wavelength region in the adjacent region, so that if the transmissive properties of the semi-transmissive films do not overlap, it is almost 100%.
It is possible to form an adjacent region having a reflectance close to.

【0011】さらに、隣接領域では、半透過部分を形成
する半透過膜が、トータルの厚みが他の半透過部分と変
わらないように重ねることも可能であり、カラーホイー
ルの厚みを均一にできるので、回転ノイズの抑制や面ぶ
れなどを防止できる。このような隣接領域を備えたカラ
ーホイールは、マスク成膜法や半導体製造技術において
微細加工に適した、フォトリソグラフィ、濃淡(透過率
または反射率)が変化したグレーマスクや階調性マスク
等を用いて製造することができる。
Further, in the adjacent area, the semi-transmissive films forming the semi-transmissive portion can be overlapped so that the total thickness is the same as that of the other semi-transmissive portions, and the thickness of the color wheel can be made uniform. , It is possible to suppress rotation noise and prevent surface wobbling. Color wheels equipped with such adjoining regions can be used for photolithography, gray masks with varying shades (transmittance or reflectance), gradation masks, etc., which are suitable for fine processing in mask film forming methods and semiconductor manufacturing technologies. Can be manufactured using.

【0012】また、隣接領域にアルミニウム膜や銀膜な
どによる反射膜を形成して反射率を向上しても良い。半
透過膜の特性に関わらず、確実に隣接領域の反射率を高
くすることができる。
Further, the reflectance may be improved by forming a reflection film such as an aluminum film or a silver film in the adjacent region. The reflectance of the adjacent region can be surely increased regardless of the characteristics of the semi-transmissive film.

【0013】カラーリキャプチャ方式の光学系では、隣
接領域で反射された光は再利用されるが、出力の低下を
考慮すると、隣接領域の幅は、0.5μm〜100μm
程度に形成することが望ましく、ガラスマスク等を用い
て製造することで実現できる。さらに、隣接領域の幅
は、0.1μm〜100μm程度に形成することが望ま
しい。この程度のサイズは、フォトリソ技術やリフトオ
フ加工などにより実現することが可能である。
In the color recapture type optical system, the light reflected in the adjacent region is reused, but the width of the adjacent region is 0.5 μm to 100 μm in consideration of the decrease in output.
It is desirable to form it to a certain degree, and it can be realized by manufacturing using a glass mask or the like. Further, it is desirable that the width of the adjacent region is formed to be about 0.1 μm to 100 μm. This size can be realized by photolithography technology or lift-off processing.

【0014】そして、隣接領域の幅の下限を0.5μm
以上、あるいは1μm以上とすることで、本発明に係る
カラーホイールをプロジェクタ等に用いた際に、リレー
レンズなどによる色収差や色光線の拡散によるライトバ
ルブ上での色の交わりを抑制でき彩度の向上に寄与する
ことができる。
Then, the lower limit of the width of the adjacent region is set to 0.5 μm.
When the color wheel according to the present invention is used for a projector or the like, by setting the above value, or 1 μm or more, it is possible to suppress the chromatic aberration due to the relay lens or the like and the crossing of the colors on the light valve due to the diffusion of the color light rays, and the saturation can be reduced. It can contribute to improvement.

【0015】また、本発明に係るカラーホイールを用い
た照明装置では、インテグレータの断面は方形で第1の
方向の長さが第2の方向の長さより大きく、このインテ
グレータは、カラーホイールに対し、隣接領域が第2の
方向に延びるように配置することも可能である。すなわ
ち、画像表示装置においては、横長の画面サイズが採用
されることが多いが、隣接領域が横方向に画面を横切る
配置に対し、隣接領域が縦方向に画面を横切る配置にす
ることにより、画面に隣接領域が占める割合を減らすこ
とができ、さらに明るい画像を表示することが可能とな
る。
Further, in the illuminating device using the color wheel according to the present invention, the integrator has a rectangular cross section, and the length in the first direction is larger than the length in the second direction. It is also possible to arrange the adjacent regions so as to extend in the second direction. That is, in the image display device, a horizontally long screen size is often adopted. However, by arranging the adjacent area across the screen in the vertical direction as compared with the arrangement in which the adjacent area crosses the screen in the horizontal direction, It is possible to reduce the ratio of the adjacent area to, and it is possible to display a brighter image.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図1に、本発明に係る照明装
置10を用いたプロジェクタ1の概略構成を示してあ
る。本例のプロジェクタ1も、カラーリキャプチャ方式
の照明装置10と、照明装置10から色分離されて出力
された各色の光束71R(赤色)、71G(緑色)およ
び71B(青色)を伝達するリレーレンズ51と、この
レンズ51からの光束71R〜71Bを画像データによ
り変調する液晶などの透過型のライトバルブ52と、こ
のライトバルブ52から出力される表示光74をスクリ
ーン58に投射してカラー画像を形成する投射レンズ5
3とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a projector 1 using an illuminating device 10 according to the present invention. The projector 1 of the present example also includes a color recapture type illumination device 10 and a relay lens that transmits the luminous fluxes 71R (red), 71G (green), and 71B (blue) of the respective colors that are color-separated and output from the illumination device 10. 51, a transmissive light valve 52 such as a liquid crystal that modulates the light beams 71R to 71B from the lens 51 with image data, and a display light 74 output from the light valve 52 is projected on a screen 58 to display a color image. Projection lens 5 to be formed
3 and 3.

【0017】本例のカラーリキャプチャ方式の照明装置
10も、キセノンランプなどから白色の光71を出力す
る光源部12と、中空で反射性の内周面24と光線をリ
キャプチャさせる反射面21を備えた角柱状のインテグ
レータとなるロッドインテグレータ20と、白色の入射
光71を時分割するカラーホイール40とを備えてお
り、これらが順番に配置されている。したがって、本例
の照明装置10においても、光源部12から照射された
白色の光束71は、ロッドインテグレータ20で、ライ
トバルブ50の形状に合わせて強度分布が均一化され、
カラーホイール40から時間および空間的に色分割され
た状態で出力される。すなわち、カラーホイール40
は、特定の色を透過し他の色の光を反射する半透過性の
ダイクロイック膜(ミラー)41R、41Gおよび41
Bが螺旋状などの適当な形状に組み合わされているの
で、各色光71R〜71Bが時間および空間的に分離さ
れて出力される。そして、カラーホイール40を透過し
ない光はインテグレータ20に戻され、リキャプチャ
(奪遷)されるようになっている。したがって、この照
明装置10は、カラーリキャプチャ方式の照明装置とな
っている。
The color recapture type illumination device 10 of this embodiment also has a light source section 12 for outputting white light 71 from a xenon lamp, a hollow inner reflective surface 24 and a reflective surface 21 for recapturing light rays. The rod integrator 20 serving as a prismatic integrator having the above and the color wheel 40 that time-divides the white incident light 71 are provided, and these are arranged in order. Therefore, also in the illumination device 10 of this example, the intensity distribution of the white light flux 71 emitted from the light source unit 12 is made uniform by the rod integrator 20 according to the shape of the light valve 50.
It is output from the color wheel 40 in a state of being temporally and spatially color-divided. That is, the color wheel 40
Is a semi-transmissive dichroic film (mirror) 41R, 41G and 41 that transmits a specific color and reflects light of another color.
Since B is combined in an appropriate shape such as a spiral shape, the respective color lights 71R to 71B are separated in time and space and output. Then, the light that does not pass through the color wheel 40 is returned to the integrator 20 and is recaptured (taken away). Therefore, the lighting device 10 is a color recapture type lighting device.

【0018】図2に、本例のカラーホイール40の概要
を拡大し、断面を用いて示してある。本例のカラーホイ
ール40は、インテグレータ20の出射側の開口23に
対面するように適度なギャップを開けて配置されてい
る。カラーホイール40には、赤色の光を透過し、他の
色の光を反射するダイクロイック膜で形成された半透過
部分41Rと、緑色の光を透過し、他の色の光を反射す
るダイクロイック膜で形成された半透過部分41Gと、
青色の光を透過し、他の色の光を反射するダイクロイッ
ク膜で形成された半透過部分41Bとが渦巻状に形成さ
れている。このため、カラーホイール40の周方向の適
当な位置に面するようにインテグレータ20を配置する
ことにより、インテグレータ20の出射側の開口23を
各色の半透過部分41R〜41Bにより約3分の1程度
に分割し、その順番がカラーホイール40を回転させる
ことにより時間で入れ替わるようにすることができる。
FIG. 2 is an enlarged schematic sectional view of the color wheel 40 of this embodiment. The color wheel 40 of this example is arranged with an appropriate gap so as to face the opening 23 on the emission side of the integrator 20. The color wheel 40 includes a semi-transmissive portion 41R formed of a dichroic film that transmits red light and reflects light of other colors, and a dichroic film that transmits green light and reflects light of other colors. A semi-transmissive portion 41G formed by
A semi-transmissive portion 41B formed of a dichroic film that transmits blue light and reflects light of other colors is formed in a spiral shape. Therefore, by arranging the integrator 20 so as to face an appropriate position in the circumferential direction of the color wheel 40, the opening 23 on the emission side of the integrator 20 is approximately ⅓ by the semi-transmissive portions 41R to 41B of each color. , And the order can be changed over time by rotating the color wheel 40.

【0019】本例のカラーホイール40は、円盤状のガ
ラス基板91が支持部材として採用されており、その裏
面側、すなわちライトバルブ52に面する側に、ARコ
ート(無反射防止膜)92が施されている。一方、ガラ
ス基板91の表面側、すなわち、インテグレータの出射
側の開口23に面する側には、薄膜のダイクロイック膜
41R〜41Bが螺旋状に連続するようにコーティング
されている。所謂、アルキメデススパイラルと称されて
いるものである。
In the color wheel 40 of this example, a disk-shaped glass substrate 91 is adopted as a supporting member, and an AR coat (antireflection coating) 92 is provided on the back surface side thereof, that is, the side facing the light valve 52. It has been subjected. On the other hand, on the surface side of the glass substrate 91, that is, on the side facing the opening 23 on the exit side of the integrator, thin film dichroic films 41R to 41B are coated so as to be spirally continuous. It is a so-called Archimedean spiral.

【0020】図3(a)〜(c)に示すように、カラー
ホイール40によりインテグレータの出力側の開口23
が色分割される様子を示してある。インテグレータの出
力側の開口23は画像サイズあるいはライトバルブのサ
イズに合わせて、水平方向Hの長さが垂直方向Vの長さ
より長い長方形になっており、本例の照明装置10で
は、インテグレータの出力側の開口23が、その水平方
向Hが半透過部分41R〜41Bを横切るように配置さ
れている。すなわち、半透過部分41R〜41Bは開口
23を、水平方向Hより短い垂直方向Vに延びた状態で
開口23を動く。インテグレータの開口23は、これら
のダイクロイック膜41R〜41Bが上下方向に平行に
並んだ領域に配置することも可能であるが、図3に示す
ような配置を採用することにより、後述する半透過部部
41R〜41Bの隣接領域の長さが短くなるので、本例
のような配置の方が光の利用効率が高くなる。
As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the opening 23 on the output side of the integrator is formed by the color wheel 40.
Shows how the colors are divided. The opening 23 on the output side of the integrator has a rectangular shape in which the length in the horizontal direction H is longer than the length in the vertical direction V according to the size of the image or the size of the light valve. The side opening 23 is arranged such that its horizontal direction H crosses the semi-transmissive portions 41R to 41B. That is, the semi-transmissive portions 41R to 41B move in the opening 23 while extending in the vertical direction V, which is shorter than the horizontal direction H. The opening 23 of the integrator can be arranged in a region where these dichroic films 41R to 41B are arranged in parallel in the vertical direction, but by adopting the arrangement shown in FIG. Since the length of the region adjacent to the portions 41R to 41B is shortened, the light utilization efficiency is higher in the arrangement as in this example.

【0021】このような配置であれば、水平方向Hに隣
接領域42が延びた配置に比べて、カラーホイール40
のダイクロイック膜41R〜41Bの各々の隣接領域4
2の面積を2.5%程度減少することが可能であり、光
の利用効率では1.8%程度の向上することが可能であ
る。
With such an arrangement, the color wheel 40 is different from the arrangement in which the adjacent region 42 extends in the horizontal direction H.
Adjacent regions 4 of each of the dichroic films 41R to 41B of
The area of 2 can be reduced by about 2.5%, and the light utilization efficiency can be improved by about 1.8%.

【0022】カラーホイール40が回転するにつれて図
3(a)、図3(b)および図3(c)にそれぞれ示す
ように、ダイクロイック膜41R〜41Bにより開口2
3がほぼ3分割され、それぞれの色を通過し、他の色を
反射する半透過な領域41R〜41Bが左右方向に順番
に移動する。したがって、カラーホイール40からは各
色の光束71R〜71Bが領域および時間的にセパレー
トされた状態(空間および時分離された状態)で出射さ
れ、カラーホイール40の回転と共に出力される。この
ため、ライトバルブ52の側を、照射される光の色の領
域に分けて、時分離されたタイミングで制御することに
より、マルチカラーの画像を表示することができる。
As the color wheel 40 rotates, as shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c), the dichroic films 41R-41B are used to open the aperture 2.
3 is roughly divided into three, and the semi-transmissive regions 41R to 41B that pass each color and reflect the other colors sequentially move in the left-right direction. Therefore, the light fluxes 71R to 71B of the respective colors are emitted from the color wheel 40 in a region and temporally separated state (space and time-separated state), and are output as the color wheel 40 rotates. Therefore, by dividing the side of the light valve 52 into areas of the color of the emitted light and controlling them at time-separated timings, a multi-color image can be displayed.

【0023】本例のカラーホイール40は、図2に模式
的に示すように、ダイクロイック膜41R〜41Bの境
界となる隣接領域42では、隣接する異なる色のダイク
ロイック膜41R〜41Gの端(エッジ)44が互いに
重ねられている。さらに、この重ねられた表面(インテ
グレータの側)に、アルミニウムなどによる反射膜43
が形成されている。したがって、隣接領域42ではイン
テグレータ20から照射された光が全て反射され、各々
のダイクロイック膜41R〜41Gよりも高い反射率を
備えた状態となっている。
In the color wheel 40 of this embodiment, as schematically shown in FIG. 2, in the adjacent region 42 which is a boundary between the dichroic films 41R to 41B, the edges of the adjacent dichroic films 41R to 41G of different colors are formed. 44 are stacked on top of each other. Further, a reflective film 43 made of aluminum or the like is formed on the superposed surface (on the integrator side).
Are formed. Therefore, in the adjacent area 42, all the light emitted from the integrator 20 is reflected, and the dichroic films 41R to 41G have a higher reflectance.

【0024】したがって、図2に示すように、光源12
から照射された白色の入射光71Wは、インテグレータ
20の入射側20aの開口22から内部に入り、周囲の
反射性の内周面24に至る。そして、内周面24で反射
された入射光Wは、出射側20bの開口23へ向かい、
カラーホイール40の緑色のダイクロイック膜41Gに
至る。ここで、白色光71Wは、緑色の波長を含む光束
71Gのみが透過され、ライトバルブ52の側へ緑色の
光71Gとして出力される。
Therefore, as shown in FIG.
The white incident light 71W emitted from the inside enters from the opening 22 of the incident side 20a of the integrator 20 to the inside of the surrounding reflective inner peripheral surface 24. Then, the incident light W reflected by the inner peripheral surface 24 travels toward the opening 23 on the emission side 20b,
The green dichroic film 41G of the color wheel 40 is reached. Here, in the white light 71W, only the light flux 71G including the green wavelength is transmitted and is output to the light valve 52 side as the green light 71G.

【0025】一方、カラーホイール40のダイクロイッ
ク膜41Gから出射されなかった色の光束(71Rおよ
び71B)は、反射されてインテグレータ20の内部に
戻され、リキャプチャ反射面21に反射しカラーホイー
ル40側に戻され、次に開口23に至ったときに、その
色の光束を透過するダイクロイック膜に当たれば出力さ
れ、当たらなければ、再びインテグレータ20の内部に
戻される。
On the other hand, the luminous fluxes of colors (71R and 71B) not emitted from the dichroic film 41G of the color wheel 40 are reflected back to the inside of the integrator 20 and reflected on the recapture reflecting surface 21 to be reflected by the color wheel 40 side. When it reaches the opening 23 next time, it is output if it hits the dichroic film that transmits the light flux of that color, and if it does not hit, it is returned to the inside of the integrator 20 again.

【0026】これに対して、ダイクロイック膜41R〜
41Gの隣接領域42に照射された入射光71Wは、こ
の隣接領域42の表面に施された反射膜43により反射
され、全ての色成分の光71Wがインテグレータ20の
側へ戻る。すなわち、カラーホイール40を透過せず、
白色光は出力されない。そして、再びインテグレータ2
0の内周面24で多重反射されて出口側20bの開口2
3へ進み、たとえば、カラーホイール40の緑色のダイ
クロイック膜41Gに至った場合は、緑色の光束71G
が透過されライトバルブ52へ出力される。そして、透
過されなかった他の色を含んだ光束、本例では赤色の光
束71Rおよび青色の光束71Bは、反射されインテグ
レータ20に戻される。このため、インテグレータ20
のリキャプチャ反射面21に反射し、さらに反射性の内
周面24で反射され、再び出口側20bの開口23へ進
み、次に、青色のダイクロイック膜41Bに至れば、青
色の光束71Bが透過されライトバルブ52へ出力され
る。
On the other hand, the dichroic film 41R-
The incident light 71W applied to the adjacent area 42 of 41G is reflected by the reflection film 43 provided on the surface of the adjacent area 42, and the light 71W of all color components returns to the integrator 20 side. That is, without passing through the color wheel 40,
No white light is output. And again integrator 2
0 on the inner peripheral surface 24 is reflected multiple times and the opening 2 on the outlet side 20b
3 and, for example, when reaching the green dichroic film 41G of the color wheel 40, the green luminous flux 71G
Is transmitted and output to the light valve 52. Then, the light fluxes containing other colors that have not been transmitted, in this example, the red light flux 71R and the blue light flux 71B are reflected and returned to the integrator 20. Therefore, the integrator 20
Is reflected by the recapture reflection surface 21 and further reflected by the reflective inner peripheral surface 24, proceeds to the opening 23 on the outlet side 20b again, and then reaches the blue dichroic film 41B, the blue light flux 71B is transmitted. And output to the light valve 52.

【0027】さらに、この段階でも出力されなかった赤
色の光束71Rは、インテグレータ20に戻され、その
内周面24およびリキャプチャ反射面21で反射されな
がら、赤色のダイクロイック膜41Rに至ると、それを
透過して、赤色の光束71Rがライトバルブ52へ出力
される。
Further, the red luminous flux 71R which is not output even at this stage is returned to the integrator 20 and reaches the red dichroic film 41R while being reflected by the inner peripheral surface 24 and the recapture reflecting surface 21 thereof. After passing through, the red luminous flux 71R is output to the light valve 52.

【0028】このように、隣接領域42で反射された光
71Wであっても、インテグレータ20へ戻されること
により、リキャプチャする機会が与えられ、数回の反射
を繰り返えすことにより、光源12からの白色光71W
のほぼ全てを無駄なく、3つの色に分離された状態で出
力できる。したがって、白色光71Wが漏れ出たり、色
分離の不十分な光が漏れ出ることを防止でき、ライトバ
ルブにおける光の利用効率を向上できる。加えて、隣接
領域42で反射された光は再利用されるので、カラーリ
キャプチャ方式の光学系におけるリキャプチャリング効
率を向上できる。このため、インテグレータ20に入射
した光の利用効率が向上し、発明者らのシミュレーショ
ンによると13%程度は利用効率を向上させることが可
能となっている。このため、本例の照明装置10を用い
た画像表示装置においては、明るく、さらに彩度の高い
カラー画像を出力できる。
As described above, even the light 71W reflected by the adjacent region 42 is returned to the integrator 20 to be given an opportunity to be recaptured, and the light source 12 is repeatedly reflected several times. 71W white light from
Can be output in a state of being separated into three colors without waste. Therefore, it is possible to prevent the white light 71W from leaking and the light with insufficient color separation to be leaked, and it is possible to improve the light utilization efficiency of the light valve. In addition, since the light reflected by the adjacent region 42 is reused, the recapture efficiency in the color recapture type optical system can be improved. Therefore, the utilization efficiency of the light incident on the integrator 20 is improved, and according to the simulation by the inventors, the utilization efficiency can be improved by about 13%. Therefore, the image display device using the illumination device 10 of the present example can output a bright color image with high saturation.

【0029】図4(a)〜(c)および図5(a)〜
(c)に、本例のカラーホイール40の製造プロセスを
示してある。先ず、図4(a)に示すように、ガラス基
板91の表面に、緑色のダイクロイック膜41Gを蒸着
により薄膜状に多倍積層コーティングし、レジスト層9
9をパターニングした後、図4(b)に示すように、C
HF3またはフッ素系ガスをエッチャントとして、RI
E(Reactive Ion Etching 反応性イオンエッチング)
加工する。この段階で緑色のダイクロイック膜41Gが
形成されたので、特性評価を行う。この段階で緑色のダ
イクロイック膜の評価を行うことで、品質を向上させ、
製造上の無駄を省き歩留りを向上できる。いずれの色用
のダイクロイック膜から成膜しても良いが、緑色のダイ
クロイック膜41Gは特性の制御が難しいので、歩留ま
りを向上するには、このように緑色の膜41Gを最初に
形成することが望ましい。
4A to 4C and 5A to 5C.
A manufacturing process of the color wheel 40 of this example is shown in (c). First, as shown in FIG. 4A, a green dichroic film 41G is multi-layered in a thin film by vapor deposition on the surface of a glass substrate 91 to form a resist layer 9
After patterning 9, C, as shown in FIG.
RI using HF 3 or fluorine-based gas as an etchant
E (Reactive Ion Etching)
To process. Since the green dichroic film 41G was formed at this stage, the characteristic evaluation is performed. By evaluating the green dichroic film at this stage, improve the quality,
It is possible to reduce manufacturing waste and improve yield. It is possible to form the dichroic film for any color, but since it is difficult to control the characteristics of the green dichroic film 41G, it is necessary to form the green film 41G first in order to improve the yield. desirable.

【0030】図4(c)では、ガラス基板91の表面
で、緑色のダイクロイック膜41Gの隣に赤色のダイク
ロイック膜41Rを形成する。この際に、既存の緑色の
ダイクロイック膜41Gの隣(本図では右側で、後に青
色のダイクロイック膜41Bを形成する領域)と、緑色
のダイクロイック膜41Gの表面を覆うように犠牲層9
8を設ける。この犠牲層98は、緑色のダイクロイック
膜41Gの端44Gの隣接領域42には形成しない。こ
の犠牲層98の上に赤色のダイクロイック膜41Rをコ
ーティングする。したがって、緑色のダイクロイック膜
41Gの上に、一部に犠牲層98を挟んで、赤色のダイ
クロイック膜41Rが重ねられた状態となる。
In FIG. 4C, a red dichroic film 41R is formed next to the green dichroic film 41G on the surface of the glass substrate 91. At this time, the sacrificial layer 9 is formed so as to cover the surface of the green dichroic film 41G next to the existing green dichroic film 41G (on the right side in the figure, a region where the blue dichroic film 41B will be formed later).
8 is provided. The sacrificial layer 98 is not formed in the adjacent region 42 of the edge 44G of the green dichroic film 41G. The sacrificial layer 98 is coated with a red dichroic film 41R. Therefore, the red dichroic film 41R is overlaid on the green dichroic film 41G with the sacrificial layer 98 partially sandwiched therebetween.

【0031】その後、図5(a)に示すように、CHF
3またはO2をエッチャントとして、RIE加工し、赤色
のダイクロイック膜41Rを加工する。この際に、隣接
部分42は、緑色のダイクロイック膜41Gの端44G
の部分に、赤色のダイクロイック膜41Rが乗るように
重なって形成され、隙間があくことはない。同様に緑色
のダイクロイック膜41Gの隣(本図では右側)に、青
色のダイクロイック膜41Bを成膜成膜する。
Then, as shown in FIG. 5 (a), CHF
RIE is performed using 3 or O 2 as an etchant to process the red dichroic film 41R. At this time, the adjacent portion 42 is formed by the edge 44G of the green dichroic film 41G.
The red dichroic film 41R is formed so as to be overlapped on the portion of, so that there is no gap. Similarly, a blue dichroic film 41B is formed next to the green dichroic film 41G (on the right side in this figure).

【0032】さらに、図5(b)に示すように、重なっ
た隣接部分42を含めて、ダイクロイック膜41R〜4
1Gの表面に、例えばリフトオフ用レジストであるMS
−230Cを剥離層98として成膜し、その上に0.1
μm程度に反射膜のアルミニウムの層97を成膜し、さ
らに、隣接部分42の上にレジスト層99をパターニン
グする。次に、図5(c)に示すように、アルミニウム
層97をエッチングすると、隣接部分42の表面にアル
ミニウムの層、すなわち反射膜43が形成され、図2に
示したようなカラーホイール40が製造される。
Further, as shown in FIG. 5 (b), the dichroic films 41R to 41R including the overlapping adjacent portions 42 are included.
On the surface of 1G, for example, lift-off resist MS
-230C is formed as a peeling layer 98, and 0.1 is formed thereon.
An aluminum layer 97 of a reflection film is formed to a thickness of about μm, and a resist layer 99 is patterned on the adjacent portion 42. Next, as shown in FIG. 5C, when the aluminum layer 97 is etched, an aluminum layer, that is, the reflection film 43 is formed on the surface of the adjacent portion 42, and the color wheel 40 as shown in FIG. 2 is manufactured. To be done.

【0033】隣接領域42では、各色の光71R〜71
Bのいずれもが透過しないので、その領域42の面積を
大きくすると開口率が低下する。そのため、この隣接領
域42の幅Wは、0.5μm以上500μm以下、さら
には1.0μm以上100μm以下に形成することが望
ましい。上記の方法の製造公差を考慮すると5μm程度
までは充分に制御することが可能である。
In the adjacent area 42, the lights 71R to 71R of the respective colors are
Since none of B is transmitted, increasing the area of the region 42 reduces the aperture ratio. Therefore, the width W of the adjacent region 42 is preferably 0.5 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 1.0 μm or more and 100 μm or less. Considering the manufacturing tolerance of the above method, it is possible to sufficiently control up to about 5 μm.

【0034】そして、隣接領域の幅の下限を0.5μm
以上、あるいは1μm以上とすることで、カラーホイー
ル40をプロジェクタ1に用いた際に、リレーレンズ5
1などによる色収差や色光線の拡散によるライトバルブ
52上での色の交わりを抑制でき彩度の向上に寄与する
ことができる。
Then, the lower limit of the width of the adjacent region is set to 0.5 μm.
When the color wheel 40 is used in the projector 1, the relay lens 5 has a thickness of 1 μm or more.
The color aberration on the light valve 52 due to the chromatic aberration due to 1 or the like and the diffusion of the color light rays can be suppressed, and the color saturation can be improved.

【0035】また、図6(a)に示すように、本例のカ
ラーホイール40では、各々のダイクロイック膜41
R、41Gおよび41Bの隣接部分42を互いに重ねる
のではなく、この隣接部分42に直接、アルミニウムな
どの反射部材43を設けて、隣接部分42の反射率を上
げることもできる。反射部材43は、アルミ合金、Al
Nd等、Ag、Ag合金などを用いることができる。さ
らに、隣接部分42に反射部材として、SiO2とTa
など屈折率の異なる材料を多層に積層し、多層膜を形成
するようにしても良い。
Further, as shown in FIG. 6A, in the color wheel 40 of this example, each dichroic film 41 is formed.
Instead of overlapping the adjacent portions 42 of R, 41G, and 41B with each other, a reflecting member 43 such as aluminum may be provided directly on the adjacent portions 42 to increase the reflectance of the adjacent portions 42. The reflecting member 43 is made of aluminum alloy, Al
Nd, etc., Ag, Ag alloy, etc. can be used. Further, SiO 2 and Ta are used as a reflecting member on the adjacent portion 42.
Materials having different refractive indexes may be laminated in multiple layers to form a multilayer film.

【0036】あるいは、図6(b)に示すように、反射
部材43を隣接部分42の異なる色のダイクロイック膜
41Rと41Gの間に埋めるように設けても良い。さら
に、隣接部分42の反射部材43の端側は、ダイクロイ
ック膜41Rおよび41G〜41Bの上に重なるように
設けることも可能である。このようにして、隣接部分4
2に隙間が生じることなく、確実に反射率を向上でき
る。
Alternatively, as shown in FIG. 6B, the reflecting member 43 may be provided so as to be embedded between the dichroic films 41R and 41G of different colors in the adjacent portion 42. Further, the end side of the reflecting member 43 of the adjacent portion 42 can be provided so as to overlap the dichroic films 41R and 41G to 41B. In this way, the adjacent portion 4
It is possible to reliably improve the reflectance without forming a gap in 2.

【0037】図7に本発明の異なる例を示してある。こ
のカラーホイール61は、螺旋状に形成された各色のダ
イクロイック膜41R、41Gおよび41Bの端44
R、44Gおよび44Bは、各々の隣接領域42で、異
なる色のダイクロイック膜41R〜41Bに積み重なる
ように形成されている。カラーホイール61では、複数
の特性のダイクロイック膜を重ねることで、隣接領域4
2に反射機能を与え、上記のカラーホイール40と同様
に、白色光71Wを出力することなく、またその分のリ
キャプチャリング効率を向上できるようにしている。こ
のカラーホイール61はフォトリソ技術などを用いて製
造することができ、各色のダイクロイック膜41R〜4
1Bの僅かな隣接部分42に、異なる色、すなわちダイ
クロイック特性の異なる膜を重畳させることで、この領
域42の反射率を高めており、比較的簡単に製造するこ
とができる。
FIG. 7 shows a different example of the present invention. The color wheel 61 includes an end 44 of each of the dichroic films 41R, 41G and 41B formed in a spiral shape.
R, 44G, and 44B are formed so as to be stacked on the dichroic films 41R to 41B of different colors in the respective adjacent regions 42. In the color wheel 61, by overlapping the dichroic films having a plurality of characteristics, the adjacent area 4
2 is provided with a reflecting function so that the recapture efficiency can be improved without outputting the white light 71W as in the color wheel 40 described above. The color wheel 61 can be manufactured by using photolithography technology or the like, and the dichroic films 41R to 4R of the respective colors are manufactured.
By superimposing a film of a different color, that is, a film having a different dichroic characteristic, on the slightly adjacent portion 42 of 1B, the reflectance of this region 42 is increased, and it is possible to manufacture relatively easily.

【0038】図8〜図10に、各色のダイクロイック膜
41R〜41Bの重なった隣接部分の特性をシミュレー
ションした結果を示してある。図8は、緑色のダイクロ
イック膜41Gに、赤色のダイクロイック膜41Rを重
ねた特性を示しており、このグラフから分かるように、
これらのダイクロイック膜41Gおよび41Rは共通の
透過波長領域を含まないので、殆ど全ての波長域の光
は、透過せずに反射される。
8 to 10 show the results of simulating the characteristics of the adjacent portions where the dichroic films 41R to 41B of the respective colors overlap with each other. FIG. 8 shows a characteristic in which the red dichroic film 41R is overlaid on the green dichroic film 41G, and as can be seen from this graph,
Since these dichroic films 41G and 41R do not include a common transmission wavelength range, light in almost all wavelength ranges is reflected without being transmitted.

【0039】図9は、緑色のダイクロイック膜41G
に、青色のダイクロイック膜41Bを重ねた特性を示し
ている。通常用いられるこれらの色のダイクロイック膜
41Gおよび41Bは共通の透過波長領域を含み、その
共通の領域では、光はほぼ透過するがリップルが大きく
なる。一方、独立した透過波長領域(非共通波長領域)
では、反射膜として作用する。したがって、青色のダイ
クロイック膜41Bあるいは緑色のダイクロイック膜4
1Gの波長領域をずらして、重なりの少ないものにする
ことが望ましい。たとえば、490nm付近で、緑色の
ダイクロイック膜41Gと、青色のダイクロイック膜4
1Bとに分割することにより、隣接領域42の反射率を
大きくできる。あるいは、この組合せになる隣接領域4
2にだけ、アルミニウムなどによる反射膜を設けても良
い。
FIG. 9 shows a green dichroic film 41G.
The characteristics of the blue dichroic film 41B are shown in FIG. The dichroic films 41G and 41B of these colors which are usually used include a common transmission wavelength region, and in the common region, light is almost transmitted but the ripple becomes large. On the other hand, independent transmission wavelength range (non-common wavelength range)
Then, it acts as a reflection film. Therefore, the blue dichroic film 41B or the green dichroic film 4 is
It is desirable to shift the wavelength region of 1 G so that the overlap is small. For example, in the vicinity of 490 nm, the green dichroic film 41G and the blue dichroic film 4 are formed.
By dividing into 1B, the reflectance of the adjacent region 42 can be increased. Alternatively, the adjacent area 4 that has this combination
Only 2 may be provided with a reflection film made of aluminum or the like.

【0040】図10は、赤色のダイクロイック膜41R
に、青色のダイクロイック膜41Bを重ねた特性を示し
ている。図8に示した場合と同様に、共通の透過波長領
域を含まないので、殆ど全ての波長域の光は、透過せず
に反射される。
FIG. 10 shows a red dichroic film 41R.
The characteristics of the blue dichroic film 41B are shown in FIG. Similar to the case shown in FIG. 8, since the common transmission wavelength region is not included, light in almost all wavelength regions is reflected without being transmitted.

【0041】このカラーホイール61は、上記の図4お
よび図5に示したように、フォトリソ加工により形成
し、図5(a)の段階で、各色のダイクロイック膜の端
部を重ね合わせた状態で終せることによっても製造でき
る。
As shown in FIGS. 4 and 5, the color wheel 61 is formed by photolithography, and at the stage of FIG. 5A, the dichroic films of the respective colors are overlapped with each other. It can also be manufactured by finishing.

【0042】あるいは、図11(a)〜(c)に示すよ
うに、リフトオフ加工によっても製造することが可能で
ある。リフトオフ加工は、エッチング不可能な薄膜のパ
ターニングに用いられている方法である。リフトオフ加
工では、目的とするパターンの逆パターンを、基板上に
金属フォトレジスト等により構成する。そして、目的の
色のダイクロイック膜41Bまたは41Rとなる薄膜の
層を蒸着する。そして、蒸着後に不用部分を金属、フォ
トレジストと共に除去し、目的とするパターンを残し形
成する。
Alternatively, as shown in FIGS. 11A to 11C, it can be manufactured by lift-off processing. Lift-off processing is a method used for patterning a non-etchable thin film. In the lift-off process, a reverse pattern of the intended pattern is formed on the substrate by a metal photoresist or the like. Then, a thin film layer to be the dichroic film 41B or 41R of the desired color is deposited. Then, after the vapor deposition, the unnecessary portion is removed together with the metal and the photoresist, and the desired pattern is left.

【0043】さらに詳細に図を参照しながら説明する
と、図11(a)に示すように、裏面側にARコート膜
92が形成されたガラス基板91の表面の側に、まず、
緑色のダイクロイック膜41Gを形成する。そのため
に、緑色のダイクロイック膜41Gを形成する領域の周
囲に、日本ゼオン社製のZRN−1100等によりリフ
トオフレジスト層98aを形成する。このレジスト層9
8aには、アルミニウムや銅などを用いることも可能で
ある。レジスト層を生成する際は、30秒、300rp
m程度でスピンコートし、既存のダイクロイック膜41
Gより厚くなるように4μm程度の膜厚d2にリフトオ
フレジスト層98aを形成する。そして、それらの表面
にダイクロイック膜41Gを形成し、不用部分をレジス
ト層98aごと剥離液によりエッチングし除去する。ア
ルミニウムや銅などの金属層はスパッタリングや蒸着成
膜した後に、剥離液に希硫酸などの酸性液を使用し除去
することも可能である。
More specifically, referring to the drawings, as shown in FIG. 11A, first, on the front surface side of the glass substrate 91 having the AR coating film 92 formed on the back surface side,
A green dichroic film 41G is formed. Therefore, a lift-off resist layer 98a is formed around the region where the green dichroic film 41G is formed by ZRN-1100 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. This resist layer 9
It is also possible to use aluminum or copper for 8a. 30 seconds for forming resist layer, 300 rp
The existing dichroic film 41 is spin-coated at about m.
A lift-off resist layer 98a is formed with a film thickness d2 of about 4 μm so as to be thicker than G. Then, a dichroic film 41G is formed on those surfaces, and the unnecessary portions are removed together with the resist layer 98a by etching with a stripping solution. It is also possible to remove a metal layer such as aluminum or copper by using an acid solution such as dilute sulfuric acid as a stripping solution after sputtering or vapor deposition.

【0044】次に、図11(b)に示すように、青色の
ダイクロイック膜41Bを製造する場合は、青色のダイ
クロイック膜を生成したい領域を除いて、リフトオフレ
ジスト層98aを成膜し、その上にダイクロイック膜4
1Bを成膜する。そして、レジスト層98aを除去する
ことにより、緑色のダイクロイック膜41Gの端に、青
色のダイクロイック膜41Bの一部がオーバコートされ
た、重なった状態でこれら2つのダイクロイック膜41
Gおよび41Bが生成される。同様に、赤色のダイクロ
イック膜41Rを成膜することが可能であり、図11
(c)に示すように、ダイクロイック膜の境界領域であ
る隣接領域42には、図12に示すように同じ厚みの2
つの種類の異なるダイクロイック膜が積層されたカラー
ホイール61を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 11 (b), when the blue dichroic film 41B is manufactured, a lift-off resist layer 98a is formed on a region except the region where the blue dichroic film is desired to be formed, and the lift-off resist layer 98a is formed thereon. On dichroic film 4
1B is formed into a film. Then, by removing the resist layer 98a, a part of the blue dichroic film 41B is overcoated on the end of the green dichroic film 41G, and these two dichroic films 41 are overlapped.
G and 41B are generated. Similarly, it is possible to form a red dichroic film 41R, as shown in FIG.
As shown in (c), the adjacent region 42, which is the boundary region of the dichroic film, has the same thickness of 2 as shown in FIG.
It is possible to manufacture the color wheel 61 in which dichroic films of different types are laminated.

【0045】図13に、本発明のさらに異なるカラーホ
イール63を使用した照明装置10の例を示してある。
このカラーホイール63の一部を拡大した様子を図14
に示してある。本例のカラーホイール63では、ダイク
ロイック膜41R〜41Bの端の薄くなった部分だけが
隣接領域42として積層されており、カラーホイール6
3に積層されたダイクロイック膜は、中心部分でも隣接
領域でも厚みtが変わらない。そのために、各色のダイ
クロイック膜41R〜41Bの端部はエッジ状に、また
はテーパ状に加工されており、重なり合う部分は断面形
状が互いに補完し合う形状に形成されている。このよう
に透過特性の異なるダイクロイック膜41R〜41Bを
積層することにより、上記と同様に隣接領域42を反射
性にすることができる。そして、このカラーホイール6
3であると、ダイクロイック膜の厚みが全体的に均一と
なるので、カラーホイール63を回転させたときに面ぶ
れなどが生じにくく、また、騒音も発生し難い。したが
って、コンパクトで、低騒音で出力の大きな照明装置を
提供することができる。
FIG. 13 shows an example of an illuminating device 10 using a different color wheel 63 of the present invention.
FIG. 14 is an enlarged view of a part of the color wheel 63.
It is shown in. In the color wheel 63 of this example, only the thinned portions of the ends of the dichroic films 41R to 41B are stacked as the adjacent region 42.
The thickness t of the dichroic film laminated on No. 3 does not change in the central portion and the adjacent region. Therefore, the end portions of the dichroic films 41R to 41B of the respective colors are processed into an edge shape or a taper shape, and the overlapping portions are formed to have complementary cross-sectional shapes. By laminating the dichroic films 41R to 41B having different transmission characteristics in this way, the adjacent region 42 can be made reflective as in the above. And this color wheel 6
When it is 3, since the thickness of the dichroic film is uniform over the entire surface, surface wobbling is less likely to occur when the color wheel 63 is rotated, and noise is less likely to occur. Therefore, it is possible to provide a compact lighting device with low noise and high output.

【0046】このように、薄膜状のダイクロイック膜4
1R〜41Bを、隣接部分64のトータル厚みを変え
ず、隙間ができないように形成するには、各ダイクロイ
ック膜41R〜41Bの境界位置を高精度で制御する必
要がある。例えば、マスク成膜方式では、高精度のマス
ク作成および高精度な位置決め、さらに成膜する際の温
度上昇によるマスク膨張でのマスクずれを制御する必要
がある。
As described above, the thin dichroic film 4 is formed.
In order to form 1R to 41B without changing the total thickness of the adjacent portion 64 and forming a gap, it is necessary to control the boundary positions of the dichroic films 41R to 41B with high accuracy. For example, in the mask film formation method, it is necessary to create a highly accurate mask, perform highly accurate positioning, and control a mask displacement due to mask expansion due to a temperature rise during film formation.

【0047】このため、図15に示すようなマスク20
0に基準面202を2面設け、図16および図17に示
すような成膜装置300のトレイ301に載せ、基準面
となるガイド302に対してばね305で押し付ける方
法で、マスク200と基板91の位置精度を確保してい
る。このような方法で位置決めするためには、マスク2
00が5N以上の荷重に耐えられる構造が必要である。
このため、基準面202に対するマスク200の配置精
度を保ちつつ、薄膜のマスク200のパターニングとマ
スク強度を有するマスク筺体203とを一体成形してい
る。
Therefore, the mask 20 as shown in FIG.
0 is provided with two reference planes 202, placed on the tray 301 of the film forming apparatus 300 as shown in FIG. 16 and FIG. 17, and pressed by the spring 305 against the guide 302 serving as the reference plane. Position accuracy is secured. To position in this way, the mask 2
A structure in which 00 can withstand a load of 5 N or more is required.
For this reason, the patterning of the thin-film mask 200 and the mask housing 203 having mask strength are integrally formed while maintaining the placement accuracy of the mask 200 with respect to the reference plane 202.

【0048】また、マスク筐体の材料としては、成膜対
象となる基板91にガラスを用いて、一般的なマスク材
料のステンレス、アルミニウムを採用すると、300℃
程度の成膜温度において、熱膨張による位置ずれが発生
してしまう。このため、位置ずれを制御する方法とし
て、成膜対象材料と同等の線膨張率を有するマスク材料
を用いることが有効である。例えば、珪素3.5、シリ
コン3.5、タンタル6.8、ニッケル鋼(64Fe,
36Ni)5.1、ガラス2.8〜10などをマスク材
料を用いる。これらの線膨張係数は、2.8〜10程度
であり、ガラス基板の線膨張係数が4程度であることか
ら、ほぼ同等である。それにより、成膜する際の温度変
化による位置ずれを抑制できる。
As a material for the mask housing, if glass is used for the substrate 91 to be film-formed and stainless steel or aluminum which is a general mask material is adopted, 300 ° C.
At a film forming temperature of about a certain degree, a positional shift due to thermal expansion occurs. Therefore, it is effective to use a mask material having a coefficient of linear expansion equivalent to that of the material to be film-formed, as a method of controlling the positional deviation. For example, silicon 3.5, silicon 3.5, tantalum 6.8, nickel steel (64Fe,
36Ni) 5.1, glass 2.8-10, etc. are used as the mask material. These linear expansion coefficients are about 2.8 to 10, and are almost the same because the linear expansion coefficient of the glass substrate is about 4. As a result, it is possible to suppress positional deviation due to temperature changes during film formation.

【0049】次に、マスク200の厚みが成膜付近で1
mm厚の場合には、マスク200の影響で基板91上の
蒸着膜に厚さ分布が発生し、均一なダイクロイック特性
を得ることができない。このため、マスク200の影響
を極力軽減するために、図18に断面図で示すように、
マスクエッジ201をレーザ等により0.1mm〜0.
5mmに薄膜加工し、またはテーパ形状に加工すること
で、膜厚分布を軽減している。ここで、0.1mmは、
マスク200のエッジ強度を保つために必要な厚さであ
る。0.5mmは、マスク200による影響を抑制でき
る最大厚みである。この際に、エッジ201はレーザ光
をマスク200の表面に対し、矢印208に示すよう
に、斜めからの分子の入射を許容することで、均一な膜
厚に形成できる。図19は、同様の目的で製造されたマ
スク200の異なる例の断面図である。
Next, the thickness of the mask 200 is 1 near the film formation.
In the case of a thickness of mm, a thickness distribution occurs in the vapor deposition film on the substrate 91 due to the influence of the mask 200, and uniform dichroic characteristics cannot be obtained. Therefore, in order to reduce the influence of the mask 200 as much as possible, as shown in a sectional view in FIG.
The mask edge 201 is 0.1 mm to 0.
The film thickness distribution is reduced by thin film processing to 5 mm or processing into a tapered shape. Here, 0.1 mm is
The thickness is necessary to maintain the edge strength of the mask 200. 0.5 mm is the maximum thickness that can suppress the influence of the mask 200. At this time, the edge 201 allows the laser light to enter the surface of the mask 200 obliquely as shown by an arrow 208, so that the edge 201 can be formed to have a uniform film thickness. FIG. 19 is a cross-sectional view of a different example of a mask 200 manufactured for the same purpose.

【0050】このようなマスク200は、マスク200
の基準ポイントに対し、基準面202およびマスクパタ
ーンを割り出し、高性能NC加工機(例えば、ファイナ
ック社のロボナノ)で、ダイヤモンドバイトでの切削加
工する方法で製造できる。または、高性能NCネオジウ
ムYAG等のレーザ加工や、フォトリソグラフィ技術を
活用し、上述したようなパターニングおよびエッチング
でのマスク形成が可能である。また、エッチングでのテ
ーパ形状を形成するためには、グレーレベルマスクや階
調マスクを用いることが可能である。
Such a mask 200 is a mask 200.
The reference plane 202 and the mask pattern are indexed to the reference point of, and can be manufactured by a method of cutting with a diamond tool with a high-performance NC processing machine (for example, Robo Nano manufactured by Finac Co.). Alternatively, it is possible to form a mask by patterning and etching as described above by utilizing a laser processing of high performance NC neodymium YAG or the like or utilizing a photolithography technique. Further, a gray level mask or a gradation mask can be used to form a tapered shape by etching.

【0051】以上に説明したように、本発明のカラーホ
イールは、アルキメデススパイラルパターンの作成と、
リキャプチャリング効果を向上させる目的において、隣
接領域42の反射係数を増すことにより、白色光が透過
することを防止し、さらに、カラーホイールから反射さ
れた光はカラーリキャプチャ方式で回収することができ
る。したがって、照明装置10としての光の利用効率も
高く、さらに、プロジェクタなどの画像表示装置に採用
した場合にも、ライトバルブにおける光の利用効率を向
上できる。また、本例の照明装置10を採用することに
より、ライトバルブで変調されるカラー画像のコントラ
ストと彩度も向上することができ、さらに明るく、高品
質のカラー画像を表示することが可能となる。
As described above, the color wheel of the present invention is provided with an Archimedean spiral pattern and
For the purpose of improving the recapture effect, by increasing the reflection coefficient of the adjacent region 42, it is possible to prevent the white light from being transmitted, and further, the light reflected from the color wheel can be collected by the color recapture method. it can. Therefore, the utilization efficiency of light as the illumination device 10 is high, and even when it is adopted in an image display device such as a projector, the utilization efficiency of light in the light valve can be improved. Further, by adopting the illumination device 10 of this example, the contrast and saturation of the color image modulated by the light valve can be improved, and a brighter and higher quality color image can be displayed. .

【0052】なお、上記では、中空型のロッドインテグ
レータを例に説明しているが、中空でないロッドインテ
グレータであっても同様な効果が得られることを本発明
者らは確認している。また、画像表示デバイス(ライト
バルブ)として、透過型の液晶デバイスを例に説明して
いるが、反射型のミラースイッチングデバイスや、波長
レベルの動きでエバネセント光を利用してオンオフする
画像表示デバイスなどの他のタイプのライトバルブと組
み合わせることも可能である。また、本発明の照明装置
は、プロジェクタに限らず、色分離された光が要求され
る直視型の表示装置や、プリンタなどにおいても適用す
ることが可能である。
Although a hollow rod integrator has been described above as an example, the present inventors have confirmed that the same effect can be obtained with a solid rod integrator. As the image display device (light valve), a transmissive liquid crystal device has been described as an example, but a reflective mirror switching device, an image display device that turns on and off by using evanescent light by a movement of the wavelength level, etc. It is also possible to combine with other types of light valves. Further, the illumination device of the present invention can be applied not only to a projector but also to a direct-view type display device that requires color-separated light, a printer, and the like.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のカラー
リキャプチャ方式の照明装置において、カラーホイール
の各々の半透過部分の隣接領域の反射率を高めること
で、白色光の透過を防止し、さらにカラーリキャプチャ
方式の光学系のリキャプチャリング効率を向上させるこ
とが可能であり、カラーリキャプチャ方式でさらに光の
利用効率の高い照明装置および画像表示装置を提供する
ことができる。
As described above, in the color recapture type illumination device of the present invention, white light is prevented from being transmitted by increasing the reflectance of the adjacent regions of the respective semi-transmissive portions of the color wheel. Further, it is possible to further improve the recapture efficiency of the color recapture type optical system, and it is possible to provide an illuminating device and an image display device having a color recapture type with higher light utilization efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るカラーリキャプチャ方式の照明装
置を用いたプロジェクタの概要を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a projector using an illumination device of a color recapture method according to the present invention.

【図2】図1に示す照明装置のカラーホイールの概要を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a color wheel of the lighting device shown in FIG.

【図3】図2に示すカラ−ホイールがインテグレータの
出射側の開口を横切る様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the color wheel shown in FIG. 2 crosses an emission side opening of an integrator.

【図4】図2に示すカラーホイールの製造プロセスを示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the color wheel shown in FIG.

【図5】図2に示したカラーホイールの製造プロセスを
示す図である。
5 is a diagram showing a manufacturing process of the color wheel shown in FIG.

【図6】図2に示したカラーホイールの異なる例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a different example of the color wheel shown in FIG.

【図7】本発明に係るカラーホイールのさらに異なる例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing still another example of the color wheel according to the present invention.

【図8】図2に示したカラーホイールの隣接領域に関す
るダイクロイックの特性を示すグラフであり、緑色のダ
イクロイック膜に赤色のダイクロイック膜を重ねた特性
を示すグラフである。
8 is a graph showing a characteristic of a dichroic for an adjacent region of the color wheel shown in FIG. 2, and is a graph showing a characteristic of a red dichroic film overlaid on a green dichroic film.

【図9】図2に示したカラーホイールの隣接領域に関す
るダイクロイックの特性を示すグラフであり、緑色のダ
イクロイック膜に青色のダイクロイック膜を重ねた特性
を示すグラフである。
9 is a graph showing a dichroic characteristic relating to an adjacent region of the color wheel shown in FIG. 2, and is a graph showing a characteristic in which a blue dichroic film is superposed on a green dichroic film.

【図10】図2に示したカラーホイールの隣接領域に関
するダイクロイックの特性を示すグラフであり、赤色の
ダイクロイック膜に青色のダイクロイック膜を重ねた特
性を示すグラフである。
10 is a graph showing a dichroic characteristic relating to an adjacent region of the color wheel shown in FIG. 2, and is a graph showing a characteristic in which a blue dichroic film is superposed on a red dichroic film.

【図11】図7に示したカラーホイールの製造プロセス
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the color wheel shown in FIG. 7.

【図12】図11に示したカラーホイールの隣接領域を
拡大した様子を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a state in which an adjacent region of the color wheel shown in FIG. 11 is enlarged.

【図13】本発明に係るカラーホイールのさらに異なる
例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing still another example of the color wheel according to the present invention.

【図14】図13に示すカラーホイールの隣接領域を拡
大した様子を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which an adjacent region of the color wheel shown in FIG. 13 is enlarged.

【図15】本発明に係るカラーホイールを形成するマス
クの概要を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an outline of a mask forming a color wheel according to the present invention.

【図16】図15に示すマスクの成膜装置の概要を上方
から見た様子を示す図である。
16 is a diagram showing an outline of the film forming apparatus for the mask shown in FIG. 15 as seen from above.

【図17】図18に示したマスクの成膜装置を側面側か
ら見た様子を示す図である。
17 is a diagram showing a state of the film forming apparatus for the mask shown in FIG. 18, as viewed from the side surface side.

【図18】図15に示すマスクの断面を模式的に示す図
である。
FIG. 18 is a diagram schematically showing a cross section of the mask shown in FIG. 15.

【図19】図15に示すマスクの断面の異なるパターン
を模式的に示す図である。
19 is a diagram schematically showing patterns having different cross sections of the mask shown in FIG.

【図20】従来のカラーリキャプチャ方式の照明装置の
カラーホイールの概要を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an outline of a color wheel of a conventional color recapture type illumination device.

【図21】図20に示したカラーホイールの各色のダイ
クロイック膜の隣接部分を拡大して示す図である。
21 is an enlarged view showing an adjacent portion of the dichroic film of each color of the color wheel shown in FIG.

【図22】ダイクロイック特性を示すグラフである。FIG. 22 is a graph showing dichroic characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プロジェクタ 10 照明装置 12 光源部 20 インテグレータ 20a 入射側の面 20b 出射側の面 21 リキャプチャ反射面 22 入射側の開口 23 出口側の開口 24 内周面 40、61、63、140 カラーホイール 41R、41G、41B 各色のダイクロイック膜 42 隣接部分 42 反射膜 44 ダイクロイック膜の端 51 リレーレンズ 52 ライトバルブ 53 投射レンズ 58 スクリーン 71W 光源から照射される白色光の光束(入射光) 71R、71G、71B 色分離された各色の光束
(出射光) 91 ガラス基板 92 ARコート膜 200 マスク形成装置 200 マスク 201 マスクエッジ 202 マスク基準面 203 マスク筺体 300 マスクの成膜装置 301 トレイ 302 ガイド 305 バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 projector 10 illuminating device 12 light source unit 20 integrator 20a surface 20b on the incident side surface 21 on the emitting side recapture reflection surface 22 opening on the incident side 23 opening on the exit side 24 inner peripheral surface 40, 61, 63, 140 color wheel 41R, 41G, 41B Dichroic film 42 of each color 42 Adjacent portion 42 Reflective film 44 Edge of dichroic film 51 Relay lens 52 Light valve 53 Projection lens 58 Screen 71W Light flux of white light (incident light) emitted from a light source 71R, 71G, 71B Color separation Specified light flux (emitted light) 91 Glass substrate 92 AR coat film 200 Mask forming device 200 Mask 201 Mask edge 202 Mask reference plane 203 Mask housing 300 Mask film forming device 301 Tray 302 Guide 305 Spring

フロントページの続き Fターム(参考) 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ01 AZ08 2H088 EA12 EA15 HA10 HA12 KA01 KA03 MA01 MA02 MA05 MA06 2H091 FA02X FA15X FA23X FA41Z FD01 FD06 FD11 FD21 FD24 FD26 LA15 LA16 LA17 LA18 LA20 LA30 MA07 2K103 AA01 AA05 AB04 BA04 BC26 BC35 Continued front page    F-term (reference) 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ01 AZ08                 2H088 EA12 EA15 HA10 HA12 KA01                       KA03 MA01 MA02 MA05 MA06                 2H091 FA02X FA15X FA23X FA41Z                       FD01 FD06 FD11 FD21 FD24                       FD26 LA15 LA16 LA17 LA18                       LA20 LA30 MA07                 2K103 AA01 AA05 AB04 BA04 BC26                       BC35

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロッドインテグレータと、 このロッドインテグレータの入射側の開口に光を供給す
る光源と、 前記ロッドインテグレータの出射側の開口に、3原色の
光の内、1つの色の光を透過し他の色の光を反射する半
透過部分を備え、各々の色の前記半透過部分が前記ロッ
ドインテグレータの出射側の開口を分割するように回転
し、前記半透過部分の隣接領域の反射率が前記半透過部
分より高いカラーホイールとを有するカラーリキャプチ
ャ方式の照明装置。
1. A rod integrator, a light source for supplying light to an entrance-side opening of the rod integrator, and an exit-side opening of the rod integrator for transmitting light of one of three primary colors of light. A semi-transmissive portion that reflects light of another color is provided, and the semi-transmissive portion of each color is rotated so as to divide the opening on the emission side of the rod integrator, and the reflectance of the area adjacent to the semi-transmissive portion is A color recapture illumination device having a color wheel higher than the semi-transmissive portion.
【請求項2】 請求項1において、前記隣接領域では、
前記半透過部分を形成する半透過膜が重畳されている照
明装置。
2. In claim 1, in the adjacent area,
A lighting device in which a semi-transmissive film forming the semi-transmissive portion is superimposed.
【請求項3】 請求項1において、前記隣接領域では、
前記半透過部分を形成する半透過膜が同じ厚みで重ねら
れている照明装置。
3. The adjacent region according to claim 1,
An illuminating device in which semi-transmissive films forming the semi-transmissive portion are stacked with the same thickness.
【請求項4】 請求項1において、前記隣接領域では、
前記半透過部分を形成する半透過膜が、トータルの厚み
が前記半透過部分と変わらないように重ねられている照
明装置。
4. The adjacent region according to claim 1,
An illumination device in which a semi-transmissive film forming the semi-transmissive portion is stacked so that the total thickness is the same as that of the semi-transmissive portion.
【請求項5】 請求項1において、前記隣接領域に反射
膜が形成されている照明装置。
5. The lighting device according to claim 1, wherein a reflective film is formed in the adjacent region.
【請求項6】 請求項1において、前記隣接領域の幅
は、0.5μm以上500μm以下である照明装置。
6. The lighting device according to claim 1, wherein a width of the adjacent region is 0.5 μm or more and 500 μm or less.
【請求項7】 請求項1において、前記隣接領域の幅
は、1μm以上100μm以下の範囲で重なっている照
明装置。
7. The lighting device according to claim 1, wherein the widths of the adjacent regions overlap each other in a range of 1 μm or more and 100 μm or less.
【請求項8】 請求項1において、前記ロッドインテグ
レータの断面は方形で第1の方向の長さが第2の方向の
長さより大きく、 前記ロッドインテグレータは、前記カラーホイールに対
し、前記隣接領域が前記第2の方向に延びるように配置
されている照明装置。
8. The rod integrator according to claim 1, wherein a cross section of the rod integrator is rectangular and a length in a first direction is larger than a length in a second direction, and the rod integrator has a region adjacent to the color wheel. A lighting device arranged to extend in the second direction.
【請求項9】 ロッドインテグレータの出射側の開口に
配置されるカラーホイールであって、 3原色の光の内、1つの色の光を透過し他の色の光を反
射する半透過部分を備え、各々の色の前記半透過部分が
前記ロッドインテグレータの出射側の開口を分割するよ
うに回転し、前記半透過部分の隣接領域の反射率が前記
半透過部分より高いカラーホイール。
9. A color wheel arranged at the exit side opening of a rod integrator, comprising a semi-transmissive portion for transmitting light of one color and reflecting light of another color of light of three primary colors. A color wheel in which the semi-transmissive portion of each color rotates so as to divide the opening on the exit side of the rod integrator, and the reflectance of a region adjacent to the semi-transmissive portion is higher than that of the semi-transmissive portion.
【請求項10】 請求項9において、前記隣接領域で
は、前記半透過部分を形成する半透過膜が重畳されてい
るカラーホイール。
10. The color wheel according to claim 9, wherein a semi-transmissive film forming the semi-transmissive portion is overlapped in the adjacent region.
【請求項11】 請求項9において、前記隣接領域で
は、前記半透過部分を形成する半透過膜が同じ厚みで重
ねられているカラーホイール。
11. The color wheel according to claim 9, wherein in the adjacent region, the semi-transmissive films forming the semi-transmissive portion are stacked with the same thickness.
【請求項12】 請求項9において、前記隣接領域で
は、前記半透過部分を形成する半透過膜が、トータルの
厚みが前記半透過部分と変わらないように重ねられてい
るカラーホイール。
12. The color wheel according to claim 9, wherein, in the adjacent region, a semi-transmissive film forming the semi-transmissive portion is laminated so that a total thickness thereof does not change from that of the semi-transmissive portion.
【請求項13】 請求項9において、前記隣接領域に反
射膜が形成されてカラーホイール。
13. The color wheel according to claim 9, wherein a reflective film is formed in the adjacent region.
【請求項14】 請求項9において、前記隣接領域の幅
は、0.5μm以上500μm以下であるカラーホイー
ル。
14. The color wheel according to claim 9, wherein the width of the adjacent region is 0.5 μm or more and 500 μm or less.
【請求項15】 請求項9において、前記隣接領域の幅
は、1μm以上100μm以下であるカラーホイール。
15. The color wheel according to claim 9, wherein the width of the adjacent region is 1 μm or more and 100 μm or less.
【請求項16】 ロッドインテグレータの出射側の開口
に配置されるカラーホイールであって、3原色の光の
内、1つの色の光を透過し他の色の光を反射する半透過
部分を備え、各々の色の前記半透過部分が前記ロッドイ
ンテグレータの出射側の開口を分割するように回転する
カラーホイールの製造方法であって、 前記半透過部分の隣接領域の反射率を前記半透過部分よ
り高く形成する加工工程を有するカラーホイールの製造
方法。
16. A color wheel arranged in the exit side opening of a rod integrator, comprising a semi-transmissive portion for transmitting light of one color and reflecting light of another color of light of three primary colors. , A method of manufacturing a color wheel in which the semi-transmissive portion of each color rotates so as to divide the opening on the emission side of the rod integrator, wherein the reflectance of a region adjacent to the semi-transmissive portion is greater than that of the semi-transmissive portion. A manufacturing method of a color wheel having a processing step of forming high.
【請求項17】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域を、前記半透過部分を形成する半透過
膜を重畳されて形成するカラーホイールの製造方法。
17. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein, in the processing step, the adjacent region is formed by superimposing a semi-transmissive film forming the semi-transmissive portion.
【請求項18】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域を、前記半透過部分を形成する半透過
膜を同じ厚みで重ねて形成するカラーホイールの製造方
法。
18. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein in the processing step, the adjacent regions are formed by superposing semitransparent films forming the semitransparent portion with the same thickness.
【請求項19】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域を、前記半透過部分を形成する半透過
膜を、トータルの厚みが前記半透過部分と変わらないよ
うに重ねて形成するカラーホイールの製造方法。
19. The collar according to claim 16, wherein, in the processing step, the adjacent region is formed by superimposing a semi-transmissive film forming the semi-transmissive portion so that a total thickness of the semi-transmissive film is not changed. Wheel manufacturing method.
【請求項20】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域に反射膜を形成するカラーホイールの
製造方法。
20. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein in the processing step, a reflective film is formed in the adjacent region.
【請求項21】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域の幅は、0.5μm以上500μm以
下であるカラーホイールの製造方法。
21. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein in the processing step, a width of the adjacent region is 0.5 μm or more and 500 μm or less.
【請求項22】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域の幅は、1μm以上100μm以下で
あるカラーホイールの製造方法。
22. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein in the processing step, the width of the adjacent region is 1 μm or more and 100 μm or less.
【請求項23】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域を各々の前記半透過部分をテーパ状ま
たはエッジ状に加工するカラーホイールの製造方法。
23. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein in the processing step, each of the semi-transmissive portions of the adjacent region is processed into a tapered shape or an edge shape.
【請求項24】 請求項16において、前記加工工程で
は、前記隣接領域を階調性マスクにより形成するカラー
ホイールの製造方法。
24. The method of manufacturing a color wheel according to claim 16, wherein in the processing step, the adjacent region is formed by a gradation mask.
【請求項25】 請求項1ないし8のいずれかに記載の
照明装置と、 この装置から出力された各色の光束に基づいて画像デー
タを形成するライトバルブと、このライトバルブからの
光を投影するレンズシステムとを有するプロジェクタ。
25. The lighting device according to claim 1, a light valve that forms image data based on the luminous flux of each color output from the device, and a light from the light valve is projected. A projector having a lens system.
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