JP2006215514A - カラーホイール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プロジェクタ、に用いるカラーホイール装置に関するものであり、安価にかつ容易に製造可能なカラーホイール装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、請求項１に記載するように、各透過光毎に分割形成された複数のカラーセグメントを、モーターの回転軸に設けられた基台上に、この回転軸を中心として、同心円状に固定したカラーホイール装置において、前記カラーセグメントを接着して固定する円筒形状のフィルムと、前記カラーセグメントを圧接して前記基台上に固定する上蓋とを有することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、投影形の高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェクタ等に使用される投影形の画像表示装置に用いられるカラーホイール装置に関する。

本件発明者は、先に、特願２００１−７１９３７号に示される画像表示装置を発明した。この画像表示装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。

図３は、上記従来技術の構造図であり、４０は白色光源のアーク（発光点）、４１は集光ミラーとしての楕円ミラー、４２は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、４３は光学部品であるライトトンネル、４４はコンデンサレンズ、４５は折り返しミラーとしての平面ミラー、４６は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、４７は後述する反射表示手段としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、４８はフィールドレンズ、４９は投影レンズである。

ここで、ＤＭＤ４７は、「光学」（ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．６，ｐ．３１３〜３１４，１９９６年）に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルごとにその直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって上記微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってオン／オフ状態を作る反射形表示素子である。
そして、ピクセルがオフの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオンの状態では、当該ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ４９に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品を配置する必要がある。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤ４７の光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。

特開１０−４８５４２号 特開２００２−３４１１３３号

ＤＭＤ方式のプロジェクタでは、通常、カラーホイール装置を用いている。
このカラーホイール装置は、前述のカラーフィルタを扇方のガラス体上に形成し、このガラス体を、夫々モーターの回転軸上の基体に配置し、接着材にて固定したものである。

上記特許文献１には、その構造が示されている。
この特許文献１では、カラーフィルタを構成する各ガラス体を、個々に、基体に配置して、接着材にて固定するものである。
このため、各ガラス体による外周が正円を構成せず、ガラス体毎に凹凸が形成され、ガラス体が一体となったカラー円盤（ディスク）の重心を正確に、モーターの回転軸に一致させることは困難であり、カラーホイール装置の最終製造工程において、そのバランス調整作業が必須となっている。

尚、上述の特許文献２には、このような重心の微調節を回避するため、円形状のガラス体に、カラーフィルタ領域を形成する技術が示されている。
しかしながら、１枚のガラス体上に、異なるカラー領域を形成するのは、技術的には可能であるものの、大幅なコスト増となり、採用が困難である。

本発明は、このような従来のカラーホイール装置の問題を、安価に解決することが可能なカラーホイール装置を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、各透過光毎に分割形成された複数のカラーセグメントを、モーターの回転軸に設けられた基台上に、この回転軸を中心として、同心円状に固定したカラーホイール装置において、前記カラーセグメントを接着して固定する円筒形状のフィルムと、前記カラーセグメントを圧接して前記基台上に固定する上蓋とを有することを特徴としている。

また、請求項２から、請求項６に記載するように、
前記複数のカラーセグメントを相互に固定する接着剤層を有することを特徴とし、また、
前記前記基台に前記カラーセグメントを固定する第２のフィルムとを有することを特徴とし、また、
前記上蓋は、前記フィルムを収納する円形状の凹部と、前記カラーセグメントを前記基台に圧接して固定する円形状の外周端とを有することを特徴とし、また、
前記複数のカラーセグメントは一体に固定された状態で、内径部分或いは外周部分が研削され、均一な円を構成していることを特徴とし、また、
前記回転軸の端部にはねじ山が構成され、前記上蓋の中央部に、この回転軸のねじ山に対応するねじ山が形成されていることを特徴としている。

本発明は、安価でかつ組立てが容易なカラーホイール装置を提供することを目的としたものである。

以下、本発明のカラーホイール装置の実施形態を図に沿って説明する。
図１は本発明の実施形態を示すカラーセグメントの上面図であり、図２は本実施例装置の正面図を示している。
尚、図１及び図２で示された本実施例は、例えば従来例で示したプロジェクタ装置に用いられるものであり、そのプロジェクタ装置の説明は省略する。

１はカラーセグメントであり、扇方に形成された夫々のガラス基板上に、赤、青、緑の各色の光のみ透過するカラーフィルタ層が夫々形成されている。
尚、本実施例では、この３色の光を透過するカラーセグメントに加えて、白色光を透過するための、フィルタ層が形成されていない、セグメントも用いられており、４枚のカラーセグメントで、１つのカラー円盤が構成されている。
２は円筒形に形成された帯状の接着フィルムであり、樹脂製のフィルムの１面にエポキシ系の接着剤層が形成されている。
上記の個々のカラーセグメント１は、この接着フィルム２にて一体に保持され、カラー円盤（ディスク）が構成される。
３はカラーセグメント同士の接続部を示しており、この接続部３には、浸透性の接着剤が流し込まれている。
４はモーターであり、前述の一体に接続されたカラーセグメント（カラーディスク）を回転駆動する。
５はモーター４の回転軸に設けられた基台であり、この基台５上に、一体に接続されたカラーセグメント１が配置される。
６はモーター４の回転軸（シャフト）であり、上端には、ねじ山が形成されている。
７はプラスチック製の上蓋であり、シャフト６のねじ山にはめ込まれ、カラーセグメント１を、基台５に圧接固定するものである。
尚、この上蓋７には、接着フィルム２が入り込む凹部が形成されている。
この上蓋７の凹部を囲む内外の端部が、カラーセグメント１を押圧し、回転軸６に対して、カラーセグメント１を保持固定している。
尚、この上蓋１の凹部に接着フィルム２が入り込む構造によって、接着フィルム２は、カラーセグメント１が飛散することを防止しするためのストッパーの役割も担っている。

上述の接着フィルム２によって、カラーセグメント１が夫々正確に位置決めされ保持・固定されるため、モーター４の中心軸６に対して、カラーセグメントを正確に配置することが可能となる。

また、各カラーセグメント１の接続部が、接着剤にて充填されるため、風切り音の低減がされると共に、カラーセグメントが強固に接続され、一体となり、１つの強固に接続されたカラーディスクが構成される。
このため、この円盤の内側、或いは外側、又はその両側を研削することが可能となり、カラーディスクの芯円度を向上させることが可能となる。
例えば、この研削によって、カラーディスクの内径、及び外径を百分の１以下の精度の芯円度とすることが可能となる。
芯円度を向上させることで、カラーディスクの重心は、モーター４の回転軸６に完全に一致し、従来は必要不可欠であった、後のバランス調節作業が不要となる。
尚、カラーセグメントを研削する際は、１枚単位で研削するのではなく、複数のセグメントを重ねてブロック状の構造体を構成して、一括で複数のセグメントを研削している。

図４に第２の実施例を示す。
この実施例では、基台５にカラーセグメント１（カラーディスク）を、接着剤８にて固定している。
この接着剤８を用いる場合、カラーセグメント１の平面度を保つことが多少難しくなる。
しかしながら、接着剤８を用いることにより、カラーセグメント１がモーター４の回転軸５に強固に保持・固定されるため、例えば、モーター４の高速回転動作が可能となる。
例えば、従来はモーターの回転速度は１０８００ｒｐｍ程度であるが、これよりもより高速に回転動作させることが可能となる。

図５に第３の実施例を示す。
この実施例では、上蓋６には、接着フィルム収納用の凹部は設けられておらず、接着フィルム上面に接するように構成され、接着フィルム２を介して、カラーセグメントを押圧して保持・固定するものである。
この実施例は、上述の実施例１に比べて、上蓋２のカラーセグメントを押圧する面を大きく取っているため、より大きな力で、カラーセグメント１を保持・固定できると共に、局所的な応力によるカラーセグメントの破損が防止できる。

本発明は、上記一実施例に限定されるものではなく、例えば、接着フィルムは、汎用のアクリル系両面テープを用いてもよい。
また、上蓋は金属材で形成してもよい。
尚、上蓋はリング状に形成し、圧入やカシメによって固定しても良い。
更に、上記実施例では、モーターの回転軸と上蓋に、にねじ山を形成し、上蓋を取り付けているが、このような構造に限定されるものではなく、例えば、上蓋にねじの通る開口を形成し、また、基台にねじ穴を形成して、通常のねじによって、上蓋を基台に取り付けてもよい。
この、ねじ山を形成することによりカラーフィルターの着脱が容易になり、修理やメインテナンスが可能となっている。

また、カラーセグメント同士を接続する接着材を用いる実施例を示したが、この接着材は用いなくてもよい。
また、カラーセグメントの面積比や、色の構成、配置、白色光透過領域の有無については、これに限定されない。

本発明は、高圧灯を用いた表示装置の利便性を向上することが可能となるため、家庭用から、業務用まで広く、投影装置に利用可能である。

図１は、本発明の実施例の形態に係るカラーセグメントの上面図である。 図２は、本発明の実施例の形態に係る正面図である。 図３は、従来のプロジェクタの光学系のブロック図である。 図４は、本発明の第２の実施例の形態に係る正面図である。 図５は、本発明の第３の実施例の形態に係る正面図である。

符号の説明

１：カラーセグメント
２：接着フィルム
３：接続部
４：モーター
５：モーターの回転軸（シャフト）
７：上蓋

Claims (6)

1. 各透過光毎に分割形成された複数のカラーセグメントを、モーターの回転軸に設けられた基台上に、この回転軸を中心として、同心円状に固定したカラーホイール装置において、前記カラーセグメントを接着して固定する円筒形状のフィルムと、前記カラーセグメントを圧接して前記基台上に固定する上蓋とを有することを特徴とするカラーホイール装置。
2. 前記複数のカラーセグメントを相互に固定する接着剤層を有することを特徴とする請求項１項記載のカラーホイール装置。
3. 前記前記基台に前記カラーセグメントを固定する第２のフィルムとを有することを特徴とする請求項１項記載のカラーホイール装置。
4. 前記上蓋は、前記フィルムを収納する円形状の凹部と、前記カラーセグメントを前記基台に圧接して固定する円形状の外周端とを有することを特徴とする請求項１項記載のカラーホイール装置。
5. 前記複数のカラーセグメントは一体に固定された状態で、内径部分或いは外周部分が研削され、均一な円を構成していることを特徴とする請求項２項記載のカラーホイール装置。
6. 前記回転軸の端部にはねじ山が構成され、前記上蓋の中央部に、この回転軸のねじ山に対応するねじ山が形成されていることを特徴とする請求項１項記載のカラーホイール装置。

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