(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に直交する支持面を有する該回転軸に軸支された支持体と、前記支持面上で前記回転軸の周方向に配列され支持された複数の光学フィルタとを備えた回転光学フィルタ装置において、
前記複数の光学フィルタの相隣接する２つの光学フィルタ間において該両光学フィルタに共に当接した状態で介在し、該両光学フィルタ間に細隙を確保する隔壁片を有すると共に、
前記複数の光学フィルタを、前記細隙が前記隔壁片によって確保された状態で前記支持面との間に保持し、前記支持体および前記複数の光学フィルタと共に回転せしめられる保持部材を備えてなることを特徴とする回転光学フィルタ装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記回転軸に挿通される孔部が形成された、該回転軸に直交する基部を備えていることを特徴とする請求項１記載の回転光学フィルタ装置。
【請求項３】
前記保持部材は前記隔壁片と前記基部とが一体に板状部材から形成され、前記隔壁片は前記基部に対して略垂直に立ち上がるように前記板状部材の一部が折り曲げられてなることを特徴とする請求項２記載の回転光学フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投写型画像表示装置の照明光学系等において、例えば、照明光の色を周期的に変化させるために光路内に配置される回転光学フィルタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転光学フィルタ装置としては、近年、画像表示素子により照明光を光変調し、それを拡大投映する投写型カラー画像表示装置の照明光学系において、色分解手段として用いられるカラーホイール装置が知られてきている。カラーホイール装置は従来の３板式の色分解光学系に比べ軽量小型で、コスト的にも優れた色分解手段である。
【０００３】
このようなカラーホイール装置としては、特開平10-48542の公開特許公報に記載された方式（以下「バルザス方式」と称する）のものが知られている。バルザス方式のカラーホイール装置は、回転軸に軸支された円板状の支持体の外周部分に、光透過性の円環状領域を形成する光学フィルタが接着剤で固着されている点、および光学フィルタの円環状領域が保持ウェブのような固定部材で中断されていない点を特徴とする。
【０００４】
光学フィルタの円環状領域が保持ウェブのような固定部材で中断されていないことで、次のような利点がある。すなわち、従来、光学フィルタの円環状領域を保持ウェブやスポークといった固定部材で中断させたカラーホイール装置が知られているが、このような従来装置の場合、保持ウェブやスポークにより光学フィルタの円環状領域がかなりの幅で中断されるため、その中断された部分での光損失が大きく、全体的に光透過効率が低下してしまう。これに対し、光学フィルタの円環状領域が中断されていないバルザス方式では、光損失がほとんど生じない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなバルザス方式のカラーホイール装置は、光学フィルタの円環状領域が保持ウェブのような固定部材で中断されていないという点において、以下のような問題を生じる。
【０００６】
すなわち、光学フィルタの円環状領域は、通常、複数の領域に分割され、分割されたそれぞれの領域には、相異なる光学フィルタが配置される。したがって、領域が中断されないバルザス方式では、複数の光学フィルタが相隣接するもの同士の間に隙間が無い状態、すなわち密着した状態で配置される場合がある。このため、駆動時の回転力や振動、あるいは温度変化に伴う光学フィルタの熱膨張などにより、相隣接する光学フィルタ同士が互いに押圧する状態となってしまい、光学フィルタが破損する虞がある。
【０００７】
このような光学フィルタの破損を防止するには、相隣接する光学フィルタ同士を離間させれば良いが、離間距離が大きくなれば光損失が増大してしまう。このため、光損失をできるだけ抑制しつつ、相隣接する光学フィルタ同士が悪影響を及ぼし合わない程度に、各光学フィルタを微小距離離間させることが望まれるが、複数の光学フィルタをそれぞれ微小距離離間させた状態で精度良く配置して支持体に固定することは技術的に困難であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、相隣接する光学フィルタ同士を微小距離離間させた状態で精度良く配置することを容易に行なうことができ、光学フィルタが破損する可能性を低減しつつ、光学フィルタ間の光損失も抑制し得る回転光学フィルタ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明の回転光学フィルタ装置は、回転軸に直交する支持面を有する該回転軸に軸支された支持体と、前記支持面上で前記回転軸の周方向に配列され支持された複数の光学フィルタとを備えた回転光学フィルタ装置において、前記複数の光学フィルタの相隣接する２つの光学フィルタ間において該両光学フィルタに共に当接した状態で介在し、該両光学フィルタ間に細隙を確保する隔壁片を有すると共に、前記複数の光学フィルタを、前記細隙が前記隔壁片によって確保された状態で前記支持面との間に保持し、前記支持体および前記複数の光学フィルタと共に回転せしめられる保持部材を備えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
前記保持部材は、回転軸に挿通される孔部が形成された、回転軸に直交する基部を備えたものとすることができる。
前記保持部材は隔壁片と基部とが一体に板状部材から形成され、隔壁片は基部に対して略垂直に立ち上がるように板状部材の一部が折り曲げられてなるものとすることができる。
【００１１】
なお、前記「回転軸」とは、回転力が伝達されるロータや、支持体の軸部など回転中心となる部分を意味し、さらには仮想的な回転の軸線をも含むものである。また、前記「回転軸に軸支される」とは、ロータや、支持体の軸部など回転中心となる部分に直接軸支される場合や、他の部材を介して間接的にこれらの回転軸に軸支される場合を意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる回転光学フィルタ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる回転光学フィルタ装置の概要を一部を破断して示す図であり、図２は、その部分断面図である。なお、図２では、図１に示す装置全体のうち上半分のみを図示しており、対称的な構成を有する下半分の図示は省略している。
【００１３】
この実施形態装置は、例えば、投写型カラー画像表示装置において用いられる透過型のカラーホイール装置１であり、図示せぬ電動モータ等から回転力が伝達されるロータ１０、このロータ１０に軸支された支持体２０、図示せぬ光源からの照明光を各色光成分に分解して図示せぬ画像表示素子等に導く光学フィルタ３０、および光学フィルタ３０を保持する保持部材４０を備えている。
【００１４】
支持体２０は、ロータ１０に一体的に固定される円筒状の軸部２１と、軸部２１の外周部からロータ１０の軸線１１の半径方向外側に伸展するディスク状の支持部２２とからなる。なお、支持体２０は、軽金属、例えばアルミニュームやその合金等により形成される。
【００１５】
光学フィルタ３０は、照明光のうち赤色光成分のみを透過する赤色光フィルタ３１、緑色光成分のみを透過する緑色光フィルタ３２、および青色光成分のみを透過する青色光フィルタ３３の３種類から構成されている。各色のフィルタ３１、３２、３３は、それぞれガラス材料で形成され、また、円環がその中心から放射状に３等分された扇形状の形状を有しており、軸線１１の周方向に配列された状態で支持体２０および保持部材４０に固着される。なお、各フィルタ３１、３２、３３の光学特性は、３原色光のうち各々１色の光束のみを反射または透過するダイクロイック膜を表面に形成するなど、一般に知られた方法により得られるものである。
【００１６】
図３に、光学フィルタ３０を保持した保持部材４０を示してある。この図３または図２に示すように、保持部材４０は、支持体２０の軸部２１の外径と略等しい大きさの内径を有する孔部４１が中心部に形成された、軸線１１の半径方向外側に伸展するディスク状の基部４２を備え、孔部４１が支持体２０の軸部２１に挿通されることにより、軸線１１を中心に回転可能に支持体２０の軸部２１に支持されるように構成されている。
【００１７】
また、基部４２の外周部には、該外周部を周方向に３等分する各位置に、基部４１に対して略垂直に立ち上げられた隔壁片４３がそれぞれ設けられている。保持部材４０は、例えば、厚さ0.1ｍｍのアルミニューム板から基部４２と隔壁片４３とが一体に打ち抜き形成されると共に、隔壁片４３が基部４２に対して略垂直に折り曲げられて形成される。
【００１８】
隔壁片４３は、相隣接する光学フィルタ３０の周方向端部間において、両者の端部に共に当接した状態で介在し、両者の端部間に径方向内周端から外周端に延びる細隙５０を確保する。細隙５０の最小間隔は板厚と略同じ0.1ｍｍとなり、３枚の光学フィルタ３０は、相隣接する２つの光学フィルタ３０間にそれぞれ0.1ｍｍの離間距離が確保され、軸線１１の周方向に配列された状態で、保持部材４０および支持体２０に固着される。なお、細隙５０の幅は、光損失の影響を抑制できる0.4ｍｍ程度以下に設定することが好ましい。
【００１９】
光学フィルタ３０の保持部材４０および支持体２０への固着は、エポキシ系の接着剤等を用いてなされる。具体的には、例えば、光学フィルタ３０および保持部材４０を位置決めして仮保持する受け治具に保持部材４０を載せ、基部４１に接着剤を塗布した後、３枚の光学フィルタ３０を隔壁片４３に当接させながら保持部材４０の上に周方向に配列して重ね、さらにその上に重りを載せて接着剤を硬化させる方法により３枚の光学フィルタ３０と保持部材４０とを接着する。次に、保持部材４０および支持体２０を位置決めして仮保持する受け治具に支持体２０を載せ、支持部２２の支持面２３に接着剤を塗布し、その上に光学フィルタ３０が接着された保持部材４０を光学フィルタを下にして重ね、さらにその上に重りを載せて接着剤を硬化させる方法により３枚の光学フィルタ３０と支持体２０とを接着する。
【００２０】
このような接着方法をとることにより、３枚の光学フィルタ３０の相隣接する２つの光学フィルタ３０の各々を微小距離離間させた状態で精度良く配置して、支持体２０に固着することが容易に行なえる。
【００２１】
以上のように構成されたカラーホイール装置１は、ロータ１０の回転により、支持体２０、光学フィルタ３０、保持部材４０が一体的に回転せしめられ、光源から光学フィルタ３０に照射された照明光を時分割で各色光成分に分解する。
【００２２】
以上、本発明の回転光学フィルタ装置にかかる一実施形態について説明したが、本発明の回転光学フィルタ装置は前述した実施形態に限られず、種々の態様の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、光学フィルタを保持部材と支持体にそれぞれ接着剤で固着しているが、光学フィルタや保持部材、支持体の材質によっては、熱融着や熔着等により固着することも可能である。
【００２３】
また、光学フィルタは、保持部材または支持体の一方のみに固着する態様をとることも可能である。例えば、光学フィルタを保持部材のみに固着して、支持体には保持部材または別の押圧部材により、圧着して支持せしめることが可能であり、このような圧着態様としては、本願と同日付けで本出願人により開示された特許出願に係る明細書中に詳細に記載されている。
【００２４】
また、前記実施形態は、透過型のカラーホイール装置であるが、本発明の回転光学フィルタ装置としては、３原色に対応する３つの領域に３原色光のうち各々所望の１色の光束のみを各々反射するダイクロイック膜が形成された反射型のカラーホイール装置であってもよい。
【００２５】
また、本発明においてカラーホイール装置は、各原色光を透過または反射させる領域が３等分されているものに限られない。いずれかの領域が広いまたは狭いものや３原色以外の色光、例えば白色光や３原色のうちの２色を混合した色光を透過または反射させるような領域が形成されたものとされていてもよい。
【００２６】
さらに本発明の回転光学フィルタ装置は、カラーホイール装置に適用が限定されるものではない。色光に分解するのではなく光源からの光の明るさなど他の要素を変化させる光学フィルタを備えた装置にも適用が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転光学フィルタ装置では、回転軸の周方向に配列される複数の光学フィルタが、保持部材の隔壁片により相隣接する２つの光学フィルタ間に細隙が形成された状態で保持部材によって保持され、支持体に支持せしめられる。
【００２８】
したがって、本発明の回転光学フィルタ装置によれば、保持部材を用いることにより、相隣接する光学フィルタ同士を微小距離離間させた状態で精度良く配置することを容易に行うことができる。そして、これにより、光学フィルタが破損する可能性を低減しつつ、光学フィルタ間の光損失も抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる回転光学フィルタ装置の要部構成を示す正面図
【図２】図１に示す装置の部分断面図
【図３】光学フィルタが固着された保持部材を示す図
【符号の説明】
１      カラーホイール装置
１０    ロータ
１１    軸線
２０    支持体
２１    支持体の軸部
２２    支持部
２３    支持面
３０    光学フィルタ
３１    赤色光フィルタ
３２    緑色光フィルタ
３３    青色光フィルタ
４０    保持部材
４１    孔部
４２    基部
４３    隔壁片
５０    細隙
【図１】
0004223203.tif 000002
【図２】
0004223203.tif 000003
【図３】
0004223203.tif 000004