カラーホイール
本発明は、カラーシーケンシャル式のプロジェクタのためのカラーホイールに関する。本発明によるカラーホイールは、−２０℃から＋８０℃の温度変化を無傷で耐えることができる。そのために、何らかの熱膨張係数を有するフィルタセグメントが、これと熱膨張係数のはるかに異なる支持体へ直接貼りつけられるのではなく、フィルタセグメントに近い熱膨張係数を有するディスクに貼りつけられる。したがってディスクとの結合は、固定的かつ相応に強力であってよい。それから初めてディスクが支持体と結合される。その際には、遠心力が及ぼされることがないので、固定的で強力な結合は必要ない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーシーケンシャル式の照明を生起するためにプロジェクタで使用するためのカラーホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
上に述べた種類のカラーホイールは、急速に交代する周期的な色変化が必要とされる用途で用いられている。このようなコンポーネントが使用される光学系の例として、画像生成のための機器やディスプレイ部品などがある。テレビ機器のためのバックプロジェクタやフロントプロジェクタが典型的な用途である。
【０００３】
すばやい色変化を生成するために、光学的な照明経路へカラーフィルタが迅速に次々と挿入される。この目的のために、円形の円周を共同で形成するフィルタセグメントが配置された、支持体を備えるコンポーネントが使用される。このコンポーネントはカラーロータを構成しており、セグメントの各部分が支持体から突出している。支持体から突出するセグメントの部分は、光学経路へ挿入するために設けられたカラーリングを形成する。利用時には、カラーロータはその中心軸を中心として回転する。カラーロータの高速回転により、それぞれのフィルタセグメントが交互に光学経路へ出入りし、それによって所望の迅速な色変化が生成される。ロータを回転させるために、ロータはモータの駆動軸に配置されている。カラーロータはモータとともにカラーホイールを構成する。
【０００４】
画像生成のための機器は高い品質の画像を生成することができなくてはならないので、色変化はきわめて高速に行われなくてはならない。このことは、フィルタセグメントが非常に高い速度で光路の光学経路を通過しなくてはならないことを意味している。そのため、カラーロータの高速回転は必須である。その結果、重力加速度ｇを数百倍も上回る加速度が発生する。これに応じて高い力がロータに作用し、特にフィルタセグメントに作用する。非常に優れた画像品質の場合、発生する加速度は１０００ｇを優に超える。これに加えて、カラーホイールの長い耐用寿命を保証するために、カラーロータの非常に優れたバランス調整が必要とされる。画像生成のための機器は、光度に関わる非常に高い要求事項も満たさなくてはならない。このことは、高出力の光源によってのみ実現することができる。そのような高出力の光源に基づき、機器は最高１００℃という相応に高い温度にさらされる。
【０００５】
その一方で、カラーホイールはしばしば少なくとも一時的に−２０℃またはこれ以下の温度にも耐えなくてはならない。プロジェクタ（およびこれに伴なうカラーホイール）は、輸送時にこのように低い温度にさらされる可能性がある。こうした低い温度は、製品が販売前に保管されているときに生じる可能性もある。
【０００６】
こうした理由により、支持体へのフィルタセグメントの取付の強度、ならびにフィルタセグメントの色安定性は、非常に高度な要求を満たさなくてはならない。いわゆる低価格ディスプレイの用途で幅広く適用することは、カラーホイールを非常に低い価格と高い品質で製造することが可能にならない限り、現実のものとはならないであろう。
【０００７】
画像生成機器で適用するために円周に関して円形に配置されたフィルタセグメントを備えるカラーロータが、欧州特許出願公開第０６１５１４２Ａ２号明細書に記載されている。このコンポーネントでは、フィルタセグメントがガラスリングに組み付けられている。同文献に記載されている部材が光学経路へ挿入されると、光は、接着剤が存在している領域を通って伝搬せざるをえない。大半の接着剤は、そこで典型的に発生する光の強さに耐
えることができない。しかもガラスリングは追加の光損失につながり、そのために機器全体の経済性が低下してしまう。
【０００８】
米国特許第５，８６８，４８２号明細書では、回転方向で見て各フィルタセグメントの間の領域が光学的に透明でない材料によって遮られないように、平坦なフィルタセグメントが支持体に配置されている。フィルタセグメントは表面接着部の形態で、回転軸の方向を向いている帯状の区域で支持体に取り付けられている。表面接着部は、回転中心に向かう方向で細い環状領域に存在しているにすぎないので、フィルタセグメントの表面の主要な構成部分は、回転軸から外方に向かって見たとき、利用可能な透明な環状区域として障害物のない状態に保たれている。この場合、取付けをするための追加の部材を全面的に回避することができる。
【０００９】
米国特許第６，７０５，７３３号明細書もこれと同様のコンセプトを踏まえているが、フィルタセグメントの上の追加のディスクを記載している。このディスクの外套面は、カラーホイールのバランス調整を保つのに利用できる溝を含んでいる。温度差については一切検討されておらず、温度変化にかかわる問題は解決されていない。材料特性についても検討されていない。
【００１０】
米国特許第５，８６８，４８２号明細書に基づく支持体にフィルタセグメントを接着しようとする場合、接着剤の選択が特別な関心事となる。この選択は、カラーホイールの動作回転数に依存して行われるべきだからである。
【００１１】
４０００Ｕｍｉｎ（Ｕｍｉｎ＝１分あたりの回転数）から１０，０００Ｕｍｉｎ以下の動作回転数の場合、低い回転数という表現が使われる。典型的には、この範囲内では７，２００Ｕｍｉｎの回転数がカラーホイールについて設定される。それに対して１０，０００Ｕｍｉｎから２５，０００Ｕｍｉｎの範囲では、高い回転数という表現が使われる。典型的に具体化される動作回転数は１４，４００Ｕｍｉｎである。
【００１２】
軟質の接着剤を用いると、高い動作回転数のときにフィルタセグメントが剥がれやすい傾向が生じる。硬質の接着剤のほうが耐性が高い。しかしながら応力分析においては、特に低い温度での保管のシミュレーションでは、硬質の接着剤はカラーホイールの不具合につながりやすいことが示されている。これはガラスの破損の結果である。
【００１３】
したがって、一方では高い動作回転数に適しており、他方では−２０℃から＋８０℃の間の温度変化にも実質的に悪影響なく耐えることができる、典型的な材料をベースとするカラーホイールを求める要請が存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで本発明の課題は、このようなカラーホイールを求める要請に応えるとともに、このようなカラーホイールを製造する方法を求める要請に応えることである。
【００１５】
ガラスの破損がなぜ生じるのかについての１つの仮説は、セグメント基板の材料（たとえばガラス）と、支持体の材料（たとえばアルミニウム）との異なる熱膨張係数（ＣＴＥ＝ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）に関わるものである。
【００１６】
本発明に課された課題は、米国特許第５，８６８，４８２号明細書に記載のカラーホイールを改良して、回転可能に支承された支持体に、セグメントが直接接着されないようにすることによって解決することができる。本発明によれば、セグメントと回転可能に支承
された支持体との間に追加のディスクが挿入され、この追加のディスクは、セグメントのＣＴＥに近い、好ましくはこれに等しいＣＴＥを有している。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
すなわち、本発明によるカラーホイールはモータとロータとを備えるカラーホイールであり、ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有する透明なセグメントを含んでおり、セグメントはセグメントを固定的に結合するディスクによって支持体に取り付けられており、セグメントの部分がディスクおよび支持体から突出し、セグメントの突出部分が共同で環状の透明な領域を形成するようになっており、ディスク材料の熱膨張係数ＣＴＥ３はＣＴＥ２に実質的に等しいか、または次式が成り立っている：
【００１８】
【数１】
【００１９】
ディスク材料は、１つの実施形態では、セグメント材料と実質的に同じであってよい。
ディスク材料としては、たとえば金属が考慮の対象となる。特にこれは鋼材であり、ステンレス鋼を使用するのが特別に好ましい。
【００２０】
支持体は実質的にアルミニウム支持体であってよく、セグメント材料は実質的にガラスおよび／またはプラスチックであってよい。
【００２１】
セグメントをディスクへ取り付けるために、たとえば第１の接着剤を使用することができ、ディスクを支持体へ取り付けるために、たとえば第２の接着剤を使用することができ、第１の接着剤によって成立する結合は、第２の接着剤によって成立する結合よりも明らかに強力であるのが好ましい。
【００２２】
本発明による別のカラーホイールはモータとロータとを備えるカラーホイールであり、ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有する透明なセグメントを含んでおり、セグメントは支持体コーティングによって支持体に取り付けられており、セグメントの部分が支持体から突出し、セグメントの突出部分が共同で環状の透明な領域を形成するようになっており、支持体コーティングの熱膨張係数については次式が成り立つ：
ＣＴＥ４＝ＣＴＥ２または
【００２３】
【数２】
【００２４】
コーティング材料は、たとえば実質的にチタンであってよい。
支持体材料としては、たとえば実質的にアルミニウムが考慮の対象となり、セグメント材料としては、たとえば実質的にガラスおよび／またはプラスチックが考慮の対象となる。
【００２５】
本発明によるカラーホイールを製造するために、たとえば次のようなステップに従って
手順が進められる：
−第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する支持体材料を選択し、
−ＣＴＥ１とは異なる第２の熱膨張係数ＣＴＥ２を有する特にガラスまたはプラスチックからなる複数のセグメントを準備し、
−熱膨張係数ＣＴＥ３を有するディスクを準備し、このとき次式：ＣＴＥ３＝ＣＴＥ２または
【００２６】
【数３】
【００２７】
が成り立ち、
−好ましくは接着剤によってセグメントをディスクに取り付け、セグメントの部分がディスクから突出し、セグメントの突出部分が環状領域を形成するようにし、
−選択された支持体材料からなる回転可能に支承された支持体を備えるモータを準備し、支持体の円周はセグメントの突出部分によって形成される環状領域よりも小さくなっており、
−セグメントと向かい合うディスクの側に支持体を実質的にセンタリングして取り付ける。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態の分解図を示している。
【図１Ｂ】図１Ａの実施形態を組立形態で示している。
【図２Ａ】本発明の第３の実施形態を分解図として示している。
【図２Ｂ】図２Ａの実施形態を組立状態で示している。
【図３】本発明の第４の実施形態の断面図を示している。
【図４Ａ】本発明のさらに別の実施形態を示している。
【図４Ｂ】本発明のさらに別の実施形態を示している。
【図４Ｃ】本発明のさらに別の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
引き続いて、カラーホイールのバランス調整をすることができる。
次に、一例として図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。
【００３０】
図１Ａは、本発明の第１の実施形態の分解図を示している。図１Ｂは、図１Ａの実施形態を組立形態で示している。回転可能に支承された支持体３と、カラーフィルタセグメント５，５’，５’’と、ディスク７とを備えるカラーロータ１が示されている。
【００３１】
回転可能に支承された支持体３は簡単に製作できるのがよく、少ない重量を有しているのがよい。この理由により、支持体は典型的にはアルミニウムで製作される。アルミニウムは、２０℃でおよそ２３・１０−６／ＫのＣＴＥを有している。以下においてはＣＴＥを省略形で引用し、「２３のＣＴＥ」は「２０℃のとき２３・１０−６／Ｋ」の意味である。
【００３２】
カラーフィルタセグメント５，５’，５’’は、透明なガラス板が薄膜干渉コーティングによりコーティングされることによって製造される。このようにして可視スペクトルの一部が透過され、一部が反射される。ガラス板がコーティングされてから、これが所要のセグメント形態に断裁される。ガラスは、割れ目をいれて破断することにより、簡単かつ
迅速に断裁することができる。このことが、フィルタセグメントを製造するのに典型的にはガラスが用いられる理由のひとつである。ガラスのＣＴＥは２０℃で典型的には０．５から１０の間である。ここで検討している例ではＢＫ７ガラスが用いられる。ＢＫ７は７．１のＣＴＥを有している。
【００３３】
したがって、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３と、ガラスでできたカラーフィルタセグメント５，５’，５’’とは大きく異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有している。ガラスでできたカラーフィルタセグメント５，５’，５’’を、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３の上に接着剤で直接貼りつける場合、この接着剤は、このような差異を緩衝できるようにするために軟質でなくてはならない。しかし大半のケースでは、接着剤の強度はその硬質さと直接結びついている。
【００３４】
本発明の第１の実施形態によると、ガラスからなるカラーフィルタセグメント５，５’，５’’は、ガラスでできたディスク７の上に貼りつけられる。ガラスからなるディスク７は、ガラスからなるフィルタセグメント５，５’，５’’と同じＣＴＥを有している。この理由により、カラーフィルタセグメント５，５’，５’’をディスク７へ固定するために、硬質で強力な接着剤を用いることができる。ディスク７は、環状のディスク（またはより一般的には）円形のディスクであってよい。ディスク７の直径は、カラーフィルタセグメントによって形成されるカラーフィルタリングの直径に比べて小さい。したがってカラーフィルタセグメントは、光に対して透過性である外側の透明なリングを形成する。たとえば欧州特許出願公開第０６１５１４６Ａ２号明細書に記載されているような従来技術とは異なり、光が２つのガラス板および場合により接着層を通過する必要はない。そのうえ、より硬質およびそれに伴ってより強力な接着剤を使用できるので、米国特許第５，８６８，４８２号明細書に比べて接着区域を狭く選択することができる。
【００３５】
そして、このように組み立てられたリングを、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３へ取り付けることができる。ディスク７は、遠心力に関して、フィルタセグメント５，５’，５’’を固定して安定化する。したがって、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３とディスク７との結合は、組み立てられたリングを回転させ、回転状態を保つために必要となる回転力に耐えられるだけでよい。この結合には、カラーフィルタセグメント５，５’，５’’とディスク７との間の結合よりはるかに低い要求しか課されない。この理由により、動作回転数の高い用途の場合には、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３へディスク７を取り付けるために、比較的弱い接着剤を使うことさえできる。したがって、支持体３のアルミニウムと、ディスク７のガラスとの間のＣＴＥ差を緩衝することができる、軟質の接着剤を用いることが可能である。
【００３６】
本発明の第２の実施形態によると、ガラスからなるディスク７が金属ディスクで置き換えられており、このとき、ＣＴＥがアルミニウムのＣＴＥを明らかに下回っているが、フィルタセグメントのＣＴＥより低くはない金属が選択される。その例は鉄（ＣＴＥ＝１２．２）、鋼材（ＣＴＥ＝１３．０）、ニッケル（ＣＴＥ＝１３．０）、白金（ＣＴＥ＝９．０）、チタン（ＣＴＥ＝１０．８）、または前掲の金属の合金である。硬度の観点、および回転可能に支承されたアルミニウム支持体での保持の観点から、チタンが１つの良い選択であろう。ただしコスト面の理由からすると、ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）を用いるのが好ましい。これは２０℃で９．９のＣＴＥを有している。ガラスからなるカラーフィルタセグメントを、強力な接着剤によって鋼材ディスクに固定することができる。それが可能である理由は、ステンレス鋼のＣＴＥがガラスのＣＴＥに類似しているからである。ガラスとは異なり、金属は脆性ではなく比較的高い可塑性を有している。したがって十分に厚みのある鋼材ディスクを選択すれば、回転可能に支承された支持体にディスクを固定的に配置することができる。金属の可塑性は、温度変化が生じた場合、全体的に低い応力につながる。金属ディスクそれ自体が、回転可能に支承されたアルミニウム支持体と
、ガラスからなるカラーフィルタセグメントとの異なるＣＴＥの効果を緩衝する。
【００３７】
ここまででは、セグメントと支持体の間に介在するディスクは、ガラスまたは金属でできていてよいとしか述べてこなかった。これ以外の材料も、それが適当なＣＴＥを有していさえすれば、これにセグメントを確実に固定できるようにするために採用することができる。したがって、特に、さまざまなセラミック材料やプラスチック材料も考えられる。このような材料がさらに十分な可塑性を有していれば、支持体との結合部も同じく硬質に、かつしたがって安定的に構成することができる。
【００３８】
図２Ａは、本発明の第３の実施形態を分解図として示している。図２Ａには、回転可能に支承されたアルミニウム支持体２０３と、２つのディスク２０７，２０９と、ガラス製フィルタセグメント２０５，２０５’，２０５’’とを備えるカラーロータの態様が示されている。これらの実施例では、それぞれ３つのセグメントしか検討していない。しかしながら、２つ以上のセグメントを備えるあらゆるカラーホイールへコンセプトを適用可能であることは明白である。ガラス製フィルタセグメント２０５，２０５’，２０５’’は、第１のディスク２０７と第２のディスク２０９の間に挿入されている。ディスクの材料はガラスまたは金属である。この材料は、アルミニウム支持体２０３のＣＴＥを明らかに下回るＣＴＥを有している。ディスク材料としては、ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）を用いるのが好ましい。
【００３９】
図２Ａに示すように、ディスク２０７，２０９とアルミニウム支持体２０３は鍵・鍵穴システムの部材を含むことができる。それに応じてディスク２０７，２０９は、回転対称ではない中央の穴２１１，２１３を含んでいる。アルミニウム支持体２０３は、形状が適合化された鍵部材を含んでいる。
【００４０】
図２Ｂは、図２Ａの実施形態を組立状態で示している。ガラス製フィルタセグメント２０５，２０５’，２０５’’は、第１のディスク２０７または第２のディスク２０９またはこれら両方のディスクと接着することができる。付言しておくと、鍵部材２１５とディスク２０９は、スナップ嵌め機構によってディスク２０９を鍵部材２１５に取り付けることを可能にする、追加の構造を含むことができる。このような種類の取付は接着剤を使わずにすむが、当然ながら、追加的に接着剤を用いることもできる。代替案として、またはスナップ嵌め機構の追加として、ディスク２０９をアルミニウム支持体２０３に固定するための溶接を行う手段が設けられていてもよい。
【００４１】
ディスク７，２０７，３０７の厚みに関しては、良好に取り扱うことができるように十分に厚くなくてはならないと言うことができる。このとき下限は、現実的には２０μｍ程度である。ディスクの厚みは機能面からは制限されない。しかしながら、カラーホイールの寸法を過度に大きくしないために、５ｍｍを下回る厚みが好ましい。
【００４２】
特定の材料の組み合わせでどれだけのディスクの厚みが十分であるかテストするために、支持体、ガラスセグメント、およびディスクを含むテストロータを、−２０℃から＋８０℃の温度サイクルに曝露することができる。次いで、想定される用途のために必要な回転数でこれを回転させれば、負荷に耐えたかどうかを判断することができる。このようなテストを、異なるディスク厚みを有するロータで実施することができる。
【００４３】
図３は、本発明の第４の実施形態の断面図を示している。回転可能に支承されたアルミニウム支持体３０３に取り付けられた、２つのガラスセグメント３０５，３０５’が示されている。アルミニウム支持体３０３は金属層３０７でコーティングされている。この金属層は、アルミニウムよりも有意に低いＣＴＥを有している。この場合、金属層の好ましい層材料はチタンである。しかしながら、アルミニウムより低いＣＴＥを有するその他の
金属を用いることもできる。ガラスセグメント３０５，３０５’は、硬質かつそれにより潜在的に強力な接着剤によって、金属層に貼りつけられている。金属層３０７はその可塑性に基づき、アルミニウム支持体３０３とガラスセグメント３０５，３０５’の間の応力を低減するための緩衝材として作用することができる。応力の有益な低減を効率的に得るために、金属層は十分に厚く選択しなくてはならない。明確な応力緩和を得るためには、少なくとも２５０ｎｍの層厚を選択すべきであることが示されている。２０μｍを超える層厚は、経済的な製造プロセスにとってはあまりに高価である。
【００４４】
図４Ａから図４Ｃは、本発明のさらに別の実施形態を示している。これまでの図面ではカラーロータだけを図示してきた。このロータを駆動するモータは、より良い図示のために省略してきた。それに対して図４Ａは、回転可能に支承された円筒状の第１の支持体４２３を含むモータ４２１を備えるカラーホイールの分解図を示している。この第１の支持体４２３の上に、環状の第２の支持体４０３が嵌められている。第１の支持体４２３は、環状の第２の支持体４０３にストッパを形成し、それによってこれを位置に関して保つ構造部４０１を含んでいる。
【００４５】
環状の第２の支持体４０３は、結合リング４２９によって結合された、直径の異なる２つの中空円筒４２５，４２７で構成されている。小さいほうの中空円筒の内側表面は、第１の支持体４２３の外套面に密着する。結合リング４２９は、上側表面４３１と下側表面４３３とを含んでいる。下側表面４０７には、ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）からなるディスク４０７が取り付けられている。「−４１０」という数字は材料の種類を一例として規定するものであり、図面の符号として理解されるものではないことに留意されたい。ディスク４０７には、ガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’が配置されている。ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）は、アルミニウムに比べてガラスのＣＴＥに近いＣＴＥを有している。したがって、カラーホイールが温度変化をうけたとき、ガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’に対して小さい応力しか及ぼされない。
【００４６】
ガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’をディスク４０７へ取り付けるために、硬質かつしたがって強力な接着剤を使用することができる。それに対して、ディスクを第２の支持体４０３へ取り付けるには、軟質の接着剤を使用することができる。組み立てられたカラーホイールが図４Ｂに断面図として示されている。
【００４７】
図４Ｃに示すように、ディスク４０７を第２の支持体４０３へ取り付けるのに接着剤は必要ないことに留意されたい。ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）からなる第２のディスク４３５がガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’に（第１のディスク４０７と向かい合う側で）取り付けられ、構造部４０１の幾何学形状が、第２のディスク４３５がその上に載るように選択されていれば、いかなる場合にも接着剤は必要ない。あとは第２の支持体４０３と構造部４０１とが、ディスク４０７，４３５およびガラス製セグメント４０５，４０５’からなる組み合わせによって形成されるリングを固定的に挟み込むように配慮するだけで、安定したコンポーネントが成立する。
【００４８】
カラーホイールは、ロータをバランス調整するための手段も含んでいるのが好ましい。図４Ａ−Ｃで説明した実施形態では、このことが該当する。１番目に、第２の支持体４０３の大きいほうの中空円筒４２７は、結合リング４２９および第１の支持体４２３の外套面の一部とともに、バランス調整のための材料を中に充填することができる環状のコンテナを形成している。２番目にこれらの図面は、第１の支持体４２３の上側の底面にある環状の溝４３７を追加的に示している。この溝にも、バランス調整のための材料を充填することができる。このようにして、２つの平面でカラーロータをバランス調整することさえ可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１ カラーロータ
３ 支持体
５ カラーフィルタセグメント
５’ カラーフィルタセグメント
５’’ カラーフィルタセグメント
７ ディスク
２０３ 支持体
２０５ フィルタセグメント
２０５’ フィルタセグメント
２０５’’ フィルタセグメント
２０７ ディスク
２０９ ディスク
２１１ 穴
２１３ 穴
２１５ 鍵部材
３０３ 支持体
３０５ ガラスセグメント
３０５’ ガラスセグメント
３０７ 金属層
４０１ 構造部
４０３ 第２の支持体
４０５ フィルタセグメント
４０５’ フィルタセグメント
４０７ 第１のディスク
４２３ 第１の支持体
４２５ 中空円筒
４２７ 中空円筒
４２９ 結合リング
４３１ 上側表面
４３３ 下側表面
４３５ 第２のディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーシーケンシャル式の照明を生起するためにプロジェクタで使用するためのカラーホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
上に述べた種類のカラーホイールは、急速に交代する周期的な色変化が必要とされる用途で用いられている。このようなコンポーネントが使用される光学系の例として、画像生成のための機器やディスプレイ部品などがある。テレビ機器のためのバックプロジェクタやフロントプロジェクタが典型的な用途である。
【０００３】
すばやい色変化を生成するために、光学的な照明経路へカラーフィルタが迅速に次々と挿入される。この目的のために、円形の円周を共同で形成するフィルタセグメントが配置された、支持体を備えるコンポーネントが使用される。このコンポーネントはカラーロータを構成しており、セグメントの各部分が支持体から突出している。支持体から突出するセグメントの部分は、光学経路へ挿入するために設けられたカラーリングを形成する。利用時には、カラーロータはその中心軸を中心として回転する。カラーロータの高速回転により、それぞれのフィルタセグメントが交互に光学経路へ出入りし、それによって所望の迅速な色変化が生成される。ロータを回転させるために、ロータはモータの駆動軸に配置されている。カラーロータはモータとともにカラーホイールを構成する。
【０００４】
画像生成のための機器は高い品質の画像を生成することができなくてはならないので、色変化はきわめて高速に行われなくてはならない。このことは、フィルタセグメントが非常に高い速度で光路の光学経路を通過しなくてはならないことを意味している。そのため、カラーロータの高速回転は必須である。その結果、重力加速度ｇを数百倍も上回る加速度が発生する。これに応じて高い力がロータに作用し、特にフィルタセグメントに作用する。非常に優れた画像品質の場合、発生する加速度は１０００ｇを優に超える。これに加えて、カラーホイールの長い耐用寿命を保証するために、カラーロータの非常に優れたバランス調整が必要とされる。画像生成のための機器は、光度に関わる非常に高い要求事項も満たさなくてはならない。このことは、高出力の光源によってのみ実現することができる。そのような高出力の光源に基づき、機器は最高１００℃という相応に高い温度にさらされる。
【０００５】
その一方で、カラーホイールはしばしば少なくとも一時的に−２０℃またはこれ以下の温度にも耐えなくてはならない。プロジェクタ（およびこれに伴なうカラーホイール）は、輸送時にこのように低い温度にさらされる可能性がある。こうした低い温度は、製品が販売前に保管されているときに生じる可能性もある。
【０００６】
こうした理由により、支持体へのフィルタセグメントの取付の強度、ならびにフィルタセグメントの色安定性は、非常に高度な要求を満たさなくてはならない。いわゆる低価格ディスプレイの用途で幅広く適用することは、カラーホイールを非常に低い価格と高い品質で製造することが可能にならない限り、現実のものとはならないであろう。
【０００７】
画像生成機器で適用するために円周に関して円形に配置されたフィルタセグメントを備えるカラーロータが、欧州特許出願公開第０６１５１４２Ａ２号明細書に記載されている。このコンポーネントでは、フィルタセグメントがガラスリングに組み付けられている。同文献に記載されている部材が光学経路へ挿入されると、光は、接着剤が存在している領域を通って伝搬せざるをえない。大半の接着剤は、そこで典型的に発生する光の強さに耐
えることができない。しかもガラスリングは追加の光損失につながり、そのために機器全体の経済性が低下してしまう。
【０００８】
米国特許第５，８６８，４８２号明細書では、回転方向で見て各フィルタセグメントの間の領域が光学的に透明でない材料によって遮られないように、平坦なフィルタセグメントが支持体に配置されている。フィルタセグメントは表面接着部の形態で、回転軸の方向を向いている帯状の区域で支持体に取り付けられている。表面接着部は、回転中心に向かう方向で細い環状領域に存在しているにすぎないので、フィルタセグメントの表面の主要な構成部分は、回転軸から外方に向かって見たとき、利用可能な透明な環状区域として障害物のない状態に保たれている。この場合、取付けをするための追加の部材を全面的に回避することができる。
【０００９】
米国特許第６，７０５，７３３号明細書もこれと同様のコンセプトを踏まえているが、フィルタセグメントの上の追加のディスクを記載している。このディスクの外套面は、カラーホイールのバランス調整を保つのに利用できる溝を含んでいる。温度差については一切検討されておらず、温度変化にかかわる問題は解決されていない。材料特性についても検討されていない。
【００１０】
米国特許第５，８６８，４８２号明細書に基づく支持体にフィルタセグメントを接着しようとする場合、接着剤の選択が特別な関心事となる。この選択は、カラーホイールの動作回転数に依存して行われるべきだからである。
【００１１】
４０００Ｕｍｉｎ（Ｕｍｉｎ＝１分あたりの回転数）から１０，０００Ｕｍｉｎ以下の動作回転数の場合、低い回転数という表現が使われる。典型的には、この範囲内では７，２００Ｕｍｉｎの回転数がカラーホイールについて設定される。それに対して１０，０００Ｕｍｉｎから２５，０００Ｕｍｉｎの範囲では、高い回転数という表現が使われる。典型的に具体化される動作回転数は１４，４００Ｕｍｉｎである。
【００１２】
軟質の接着剤を用いると、高い動作回転数のときにフィルタセグメントが剥がれやすい傾向が生じる。硬質の接着剤のほうが耐性が高い。しかしながら応力分析においては、特に低い温度での保管のシミュレーションでは、硬質の接着剤はカラーホイールの不具合につながりやすいことが示されている。これはガラスの破損の結果である。
【００１３】
したがって、一方では高い動作回転数に適しており、他方では−２０℃から＋８０℃の間の温度変化にも実質的に悪影響なく耐えることができる、典型的な材料をベースとするカラーホイールを求める要請が存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで本発明の課題は、このようなカラーホイールを求める要請に応えるとともに、このようなカラーホイールを製造する方法を求める要請に応えることである。
【００１５】
ガラスの破損がなぜ生じるのかについての１つの仮説は、セグメント基板の材料（たとえばガラス）と、支持体の材料（たとえばアルミニウム）との異なる熱膨張係数（ＣＴＥ＝ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）に関わるものである。
【００１６】
本発明に課された課題は、米国特許第５，８６８，４８２号明細書に記載のカラーホイールを改良して、回転可能に支承された支持体に、セグメントが直接接着されないようにすることによって解決することができる。本発明によれば、セグメントと回転可能に支承
された支持体との間に追加のディスクが挿入され、この追加のディスクは、セグメントのＣＴＥに近い、好ましくはこれに等しいＣＴＥを有している。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
すなわち、本発明によるカラーホイールはモータとロータとを備えるカラーホイールであり、ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有する透明なセグメントを含んでおり、セグメントはセグメントを固定的に結合するディスクによって支持体に取り付けられており、セグメントの部分がディスクおよび支持体から突出し、セグメントの突出部分が共同で環状の透明な領域を形成するようになっており、ディスク材料の熱膨張係数ＣＴＥ３はＣＴＥ２に実質的に等しいか、または次式が成り立っている：
【００１８】
【数１】
【００１９】
ディスク材料は、１つの実施形態では、セグメント材料と実質的に同じであってよい。
ディスク材料としては、たとえば金属が考慮の対象となる。特にこれは鋼材であり、ステンレス鋼を使用するのが特別に好ましい。
【００２０】
支持体は実質的にアルミニウム支持体であってよく、セグメント材料は実質的にガラスおよび／またはプラスチックであってよい。
【００２１】
セグメントをディスクへ取り付けるために、たとえば第１の接着剤を使用することができ、ディスクを支持体へ取り付けるために、たとえば第２の接着剤を使用することができ、第１の接着剤によって成立する結合は、第２の接着剤によって成立する結合よりも明らかに強力であるのが好ましい。
【００２２】
本発明による別のカラーホイールはモータとロータとを備えるカラーホイールであり、ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有する透明なセグメントを含んでおり、セグメントは支持体コーティングによって支持体に取り付けられており、セグメントの部分が支持体から突出し、セグメントの突出部分が共同で環状の透明な領域を形成するようになっており、支持体コーティングの熱膨張係数については次式が成り立つ：
ＣＴＥ４＝ＣＴＥ２または
【００２３】
【数２】
【００２４】
コーティング材料は、たとえば実質的にチタンであってよい。
支持体材料としては、たとえば実質的にアルミニウムが考慮の対象となり、セグメント材料としては、たとえば実質的にガラスおよび／またはプラスチックが考慮の対象となる。
【００２５】
本発明によるカラーホイールを製造するために、たとえば次のようなステップに従って
手順が進められる：
−第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する支持体材料を選択し、
−ＣＴＥ１とは異なる第２の熱膨張係数ＣＴＥ２を有する特にガラスまたはプラスチックからなる複数のセグメントを準備し、
−熱膨張係数ＣＴＥ３を有するディスクを準備し、このとき次式：ＣＴＥ３＝ＣＴＥ２または
【００２６】
【数３】
【００２７】
が成り立ち、
−好ましくは接着剤によってセグメントをディスクに取り付け、セグメントの部分がディスクから突出し、セグメントの突出部分が環状領域を形成するようにし、
−選択された支持体材料からなる回転可能に支承された支持体を備えるモータを準備し、支持体の円周はセグメントの突出部分によって形成される環状領域よりも小さくなっており、
−セグメントと向かい合うディスクの側に支持体を実質的にセンタリングして取り付ける。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態の分解図を示している。
【図１Ｂ】図１Ａの実施形態を組立形態で示している。
【図２Ａ】本発明の第３の実施形態を分解図として示している。
【図２Ｂ】図２Ａの実施形態を組立状態で示している。
【図３】本発明の第４の実施形態の断面図を示している。
【図４Ａ】本発明のさらに別の実施形態を示している。
【図４Ｂ】本発明のさらに別の実施形態を示している。
【図４Ｃ】本発明のさらに別の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
引き続いて、カラーホイールのバランス調整をすることができる。
次に、一例として図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。
【００３０】
図１Ａは、本発明の第１の実施形態の分解図を示している。図１Ｂは、図１Ａの実施形態を組立形態で示している。回転可能に支承された支持体３と、カラーフィルタセグメント５，５’，５’’と、ディスク７とを備えるカラーロータ１が示されている。
【００３１】
回転可能に支承された支持体３は簡単に製作できるのがよく、少ない重量を有しているのがよい。この理由により、支持体は典型的にはアルミニウムで製作される。アルミニウムは、２０℃でおよそ２３・１０−６／ＫのＣＴＥを有している。以下においてはＣＴＥを省略形で引用し、「２３のＣＴＥ」は「２０℃のとき２３・１０−６／Ｋ」の意味である。
【００３２】
カラーフィルタセグメント５，５’，５’’は、透明なガラス板が薄膜干渉コーティングによりコーティングされることによって製造される。このようにして可視スペクトルの一部が透過され、一部が反射される。ガラス板がコーティングされてから、これが所要のセグメント形態に断裁される。ガラスは、割れ目をいれて破断することにより、簡単かつ
迅速に断裁することができる。このことが、フィルタセグメントを製造するのに典型的にはガラスが用いられる理由のひとつである。ガラスのＣＴＥは２０℃で典型的には０．５から１０の間である。ここで検討している例ではＢＫ７ガラスが用いられる。ＢＫ７は７．１のＣＴＥを有している。
【００３３】
したがって、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３と、ガラスでできたカラーフィルタセグメント５，５’，５’’とは大きく異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有している。ガラスでできたカラーフィルタセグメント５，５’，５’’を、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３の上に接着剤で直接貼りつける場合、この接着剤は、このような差異を緩衝できるようにするために軟質でなくてはならない。しかし大半のケースでは、接着剤の強度はその硬質さと直接結びついている。
【００３４】
本発明の第１の実施形態によると、ガラスからなるカラーフィルタセグメント５，５’，５’’は、ガラスでできたディスク７の上に貼りつけられる。ガラスからなるディスク７は、ガラスからなるフィルタセグメント５，５’，５’’と同じＣＴＥを有している。この理由により、カラーフィルタセグメント５，５’，５’’をディスク７へ固定するために、硬質で強力な接着剤を用いることができる。ディスク７は、環状のディスク（またはより一般的には）円形のディスクであってよい。ディスク７の直径は、カラーフィルタセグメントによって形成されるカラーフィルタリングの直径に比べて小さい。したがってカラーフィルタセグメントは、光に対して透過性である外側の透明なリングを形成する。たとえば欧州特許出願公開第０６１５１４６Ａ２号明細書に記載されているような従来技術とは異なり、光が２つのガラス板および場合により接着層を通過する必要はない。そのうえ、より硬質およびそれに伴ってより強力な接着剤を使用できるので、米国特許第５，８６８，４８２号明細書に比べて接着区域を狭く選択することができる。
【００３５】
そして、このように組み立てられたリングを、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３へ取り付けることができる。ディスク７は、遠心力に関して、フィルタセグメント５，５’，５’’を固定して安定化する。したがって、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３とディスク７との結合は、組み立てられたリングを回転させ、回転状態を保つために必要となる回転力に耐えられるだけでよい。この結合には、カラーフィルタセグメント５，５’，５’’とディスク７との間の結合よりはるかに低い要求しか課されない。この理由により、動作回転数の高い用途の場合には、回転可能に支承されたアルミニウム支持体３へディスク７を取り付けるために、比較的弱い接着剤を使うことさえできる。したがって、支持体３のアルミニウムと、ディスク７のガラスとの間のＣＴＥ差を緩衝することができる、軟質の接着剤を用いることが可能である。
【００３６】
本発明の第２の実施形態によると、ガラスからなるディスク７が金属ディスクで置き換えられており、このとき、ＣＴＥがアルミニウムのＣＴＥを明らかに下回っているが、フィルタセグメントのＣＴＥより低くはない金属が選択される。その例は鉄（ＣＴＥ＝１２．２）、鋼材（ＣＴＥ＝１３．０）、ニッケル（ＣＴＥ＝１３．０）、白金（ＣＴＥ＝９．０）、チタン（ＣＴＥ＝１０．８）、または前掲の金属の合金である。硬度の観点、および回転可能に支承されたアルミニウム支持体での保持の観点から、チタンが１つの良い選択であろう。ただしコスト面の理由からすると、ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）を用いるのが好ましい。これは２０℃で９．９のＣＴＥを有している。ガラスからなるカラーフィルタセグメントを、強力な接着剤によって鋼材ディスクに固定することができる。それが可能である理由は、ステンレス鋼のＣＴＥがガラスのＣＴＥに類似しているからである。ガラスとは異なり、金属は脆性ではなく比較的高い可塑性を有している。したがって十分に厚みのある鋼材ディスクを選択すれば、回転可能に支承された支持体にディスクを固定的に配置することができる。金属の可塑性は、温度変化が生じた場合、全体的に低い応力につながる。金属ディスクそれ自体が、回転可能に支承されたアルミニウム支持体と
、ガラスからなるカラーフィルタセグメントとの異なるＣＴＥの効果を緩衝する。
【００３７】
ここまででは、セグメントと支持体の間に介在するディスクは、ガラスまたは金属でできていてよいとしか述べてこなかった。これ以外の材料も、それが適当なＣＴＥを有していさえすれば、これにセグメントを確実に固定できるようにするために採用することができる。したがって、特に、さまざまなセラミック材料やプラスチック材料も考えられる。このような材料がさらに十分な可塑性を有していれば、支持体との結合部も同じく硬質に、かつしたがって安定的に構成することができる。
【００３８】
図２Ａは、本発明の第３の実施形態を分解図として示している。図２Ａには、回転可能に支承されたアルミニウム支持体２０３と、２つのディスク２０７，２０９と、ガラス製フィルタセグメント２０５，２０５’，２０５’’とを備えるカラーロータの態様が示されている。これらの実施例では、それぞれ３つのセグメントしか検討していない。しかしながら、２つ以上のセグメントを備えるあらゆるカラーホイールへコンセプトを適用可能であることは明白である。ガラス製フィルタセグメント２０５，２０５’，２０５’’は、第１のディスク２０７と第２のディスク２０９の間に挿入されている。ディスクの材料はガラスまたは金属である。この材料は、アルミニウム支持体２０３のＣＴＥを明らかに下回るＣＴＥを有している。ディスク材料としては、ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）を用いるのが好ましい。
【００３９】
図２Ａに示すように、ディスク２０７，２０９とアルミニウム支持体２０３は鍵・鍵穴システムの部材を含むことができる。それに応じてディスク２０７，２０９は、回転対称ではない中央の穴２１１，２１３を含んでいる。アルミニウム支持体２０３は、形状が適合化された鍵部材を含んでいる。
【００４０】
図２Ｂは、図２Ａの実施形態を組立状態で示している。ガラス製フィルタセグメント２０５，２０５’，２０５’’は、第１のディスク２０７または第２のディスク２０９またはこれら両方のディスクと接着することができる。付言しておくと、鍵部材２１５とディスク２０９は、スナップ嵌め機構によってディスク２０９を鍵部材２１５に取り付けることを可能にする、追加の構造を含むことができる。このような種類の取付は接着剤を使わずにすむが、当然ながら、追加的に接着剤を用いることもできる。代替案として、またはスナップ嵌め機構の追加として、ディスク２０９をアルミニウム支持体２０３に固定するための溶接を行う手段が設けられていてもよい。
【００４１】
ディスク７，２０７，３０７の厚みに関しては、良好に取り扱うことができるように十分に厚くなくてはならないと言うことができる。このとき下限は、現実的には２０μｍ程度である。ディスクの厚みは機能面からは制限されない。しかしながら、カラーホイールの寸法を過度に大きくしないために、５ｍｍを下回る厚みが好ましい。
【００４２】
特定の材料の組み合わせでどれだけのディスクの厚みが十分であるかテストするために、支持体、ガラスセグメント、およびディスクを含むテストロータを、−２０℃から＋８０℃の温度サイクルに曝露することができる。次いで、想定される用途のために必要な回転数でこれを回転させれば、負荷に耐えたかどうかを判断することができる。このようなテストを、異なるディスク厚みを有するロータで実施することができる。
【００４３】
図３は、本発明の第４の実施形態の断面図を示している。回転可能に支承されたアルミニウム支持体３０３に取り付けられた、２つのガラスセグメント３０５，３０５’が示されている。アルミニウム支持体３０３は金属層３０７でコーティングされている。この金属層は、アルミニウムよりも有意に低いＣＴＥを有している。この場合、金属層の好ましい層材料はチタンである。しかしながら、アルミニウムより低いＣＴＥを有するその他の
金属を用いることもできる。ガラスセグメント３０５，３０５’は、硬質かつそれにより潜在的に強力な接着剤によって、金属層に貼りつけられている。金属層３０７はその可塑性に基づき、アルミニウム支持体３０３とガラスセグメント３０５，３０５’の間の応力を低減するための緩衝材として作用することができる。応力の有益な低減を効率的に得るために、金属層は十分に厚く選択しなくてはならない。明確な応力緩和を得るためには、少なくとも２５０ｎｍの層厚を選択すべきであることが示されている。２０μｍを超える層厚は、経済的な製造プロセスにとってはあまりに高価である。
【００４４】
図４Ａから図４Ｃは、本発明のさらに別の実施形態を示している。これまでの図面ではカラーロータだけを図示してきた。このロータを駆動するモータは、より良い図示のために省略してきた。それに対して図４Ａは、回転可能に支承された円筒状の第１の支持体４２３を含むモータ４２１を備えるカラーホイールの分解図を示している。この第１の支持体４２３の上に、環状の第２の支持体４０３が嵌められている。第１の支持体４２３は、環状の第２の支持体４０３にストッパを形成し、それによってこれを位置に関して保つ構造部４０１を含んでいる。
【００４５】
環状の第２の支持体４０３は、結合リング４２９によって結合された、直径の異なる２つの中空円筒４２５，４２７で構成されている。小さいほうの中空円筒の内側表面は、第１の支持体４２３の外套面に密着する。結合リング４２９は、上側表面４３１と下側表面４３３とを含んでいる。下側表面４０７には、ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）からなるディスク４０７が取り付けられている。「−４１０」という数字は材料の種類を一例として規定するものであり、図面の符号として理解されるものではないことに留意されたい。ディスク４０７には、ガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’が配置されている。ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）は、アルミニウムに比べてガラスのＣＴＥに近いＣＴＥを有している。したがって、カラーホイールが温度変化をうけたとき、ガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’に対して小さい応力しか及ぼされない。
【００４６】
ガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’をディスク４０７へ取り付けるために、硬質かつしたがって強力な接着剤を使用することができる。それに対して、ディスクを第２の支持体４０３へ取り付けるには、軟質の接着剤を使用することができる。組み立てられたカラーホイールが図４Ｂに断面図として示されている。
【００４７】
図４Ｃに示すように、ディスク４０７を第２の支持体４０３へ取り付けるのに接着剤は必要ないことに留意されたい。ステンレス鋼（ＳＳＴ−４１０）からなる第２のディスク４３５がガラス製フィルタセグメント４０５，４０５’に（第１のディスク４０７と向かい合う側で）取り付けられ、構造部４０１の幾何学形状が、第２のディスク４３５がその上に載るように選択されていれば、いかなる場合にも接着剤は必要ない。あとは第２の支持体４０３と構造部４０１とが、ディスク４０７，４３５およびガラス製セグメント４０５，４０５’からなる組み合わせによって形成されるリングを固定的に挟み込むように配慮するだけで、安定したコンポーネントが成立する。
【００４８】
カラーホイールは、ロータをバランス調整するための手段も含んでいるのが好ましい。図４Ａ−Ｃで説明した実施形態では、このことが該当する。１番目に、第２の支持体４０３の大きいほうの中空円筒４２７は、結合リング４２９および第１の支持体４２３の外套面の一部とともに、バランス調整のための材料を中に充填することができる環状のコンテナを形成している。２番目にこれらの図面は、第１の支持体４２３の上側の底面にある環状の溝４３７を追加的に示している。この溝にも、バランス調整のための材料を充填することができる。このようにして、２つの平面でカラーロータをバランス調整することさえ可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１ カラーロータ
３ 支持体
５ カラーフィルタセグメント
５’ カラーフィルタセグメント
５’’ カラーフィルタセグメント
７ ディスク
２０３ 支持体
２０５ フィルタセグメント
２０５’ フィルタセグメント
２０５’’ フィルタセグメント
２０７ ディスク
２０９ ディスク
２１１ 穴
２１３ 穴
２１５ 鍵部材
３０３ 支持体
３０５ ガラスセグメント
３０５’ ガラスセグメント
３０７ 金属層
４０１ 構造部
４０３ 第２の支持体
４０５ フィルタセグメント
４０５’ フィルタセグメント
４０７ 第１のディスク
４２３ 第１の支持体
４２５ 中空円筒
４２７ 中空円筒
４２９ 結合リング
４３１ 上側表面
４３３ 下側表面
４３５ 第２のディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータとロータとを備えるカラーホイールにおいて、
前記ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、前記ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有するセグメントを含んでおり、前記セグメントは前記セグメントを固定的に結合するディスクによって前記支持体に取り付けられており、前記セグメントの部分が前記ディスクおよび前記支持体から突出し、前記セグメントの突出部分が共同で環状領域を形成するようになっており、前記ディスク材料の熱膨張係数ＣＴＥ３はＣＴＥ２に実質的に等しいか、または
【数１】
が成り立っているカラーホイール。
【請求項２】
前記ディスク材料はセグメント材料と実質的に同じであることを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイール。
【請求項３】
前記ディスク材料は金属、好ましくは鋼材、格別に好ましくはステンレス鋼であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイール。
【請求項４】
前記支持体は実質的にアルミニウム支持体であり、前記セグメント材料は実質的にガラスおよび／またはプラスチックであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のカラーホイール。
【請求項５】
前記セグメントを前記ディスクへ取り付けるために第１の接着剤が使用され、前記ディスクを前記支持体へ取り付けるために第２の接着剤が使用され、前記第１の接着剤によって成立する結合は前記第２の接着剤によって成立する結合よりも明らかに強力であることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載のカラーホイール。
【請求項６】
モータとロータとを備えるカラーホイールにおいて、前記ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、前記ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有する透明なセグメントを含んでおり、前記セグメントは支持体コーティングによって前記支持体に取り付けられており、前記セグメントの部分が前記支持体から突出し、前記セグメントの突出部分が共同で環状の透明な領域を形成するようになっており、前記支持体コーティングの熱膨張係数については
ＣＴＥ４＝ＣＴＥ２または
【数２】
が成り立つカラーホイール。
【請求項７】
前記コーティング材料は実質的にチタンであることを特徴とする、請求項６に記載のカラーホイール。
【請求項８】
前記支持体材料は実質的にアルミニウムであり、前記セグメント材料は実質的にガラスおよび／またはプラスチックであることを特徴とする、請求項７に記載のカラーホイール
。
【請求項９】
カラーホイールを製造する方法において、
第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する支持体材料を選択するステップと、
ＣＴＥ１とは異なる第２の熱膨張係数ＣＴＥ２を有する特にガラスまたはプラスチックからなる複数のセグメントを準備するステップと、
熱膨張係数ＣＴＥ３を有するディスクを準備し、このとき
ＣＴＥ３＝ＣＴＥ２または
【数３】
が成り立つステップと、
特に接着剤によって前記セグメントを前記ディスクに取り付け、前記セグメントの部分が前記ディスクから突出し、前記セグメントの突出部分が環状領域を形成するようにするステップと、
選択された前記支持体材料からなる回転可能に支承された支持体を備えるモータを準備し、前記支持体の円周は前記セグメントの前記突出部分によって形成される環状領域よりも小さくなっているステップと、
前記セグメントと向かい合う前記ディスクの側に前記支持体を実質的にセンタリングして取り付けるステップとを有している方法。
【請求項１０】
前記カラーホイールは前記請求項９に基づいて実行される方法ステップの後でバランス調整されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１】
モータとロータとを備えるカラーホイールにおいて、
前記ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、前記ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有するセグメントを含んでおり、前記セグメントは前記セグメントを固定的に結合するディスクによって前記支持体に取り付けられており、前記セグメントの部分が前記ディスクおよび前記支持体から突出し、前記セグメントの突出部分が共同で環状領域を形成するようになっており、前記ディスク材料の熱膨張係数ＣＴＥ３はＣＴＥ２に実質的に等しいか、または
【数１】
が成り立っているカラーホイール。
【請求項２】
前記ディスク材料はセグメント材料と実質的に同じであることを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイール。
【請求項３】
前記ディスク材料は金属、好ましくは鋼材、格別に好ましくはステンレス鋼であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーホイール。
【請求項４】
前記支持体は実質的にアルミニウム支持体であり、前記セグメント材料は実質的にガラスおよび／またはプラスチックであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のカラーホイール。
【請求項５】
前記セグメントを前記ディスクへ取り付けるために第１の接着剤が使用され、前記ディスクを前記支持体へ取り付けるために第２の接着剤が使用され、前記第１の接着剤によって成立する結合は前記第２の接着剤によって成立する結合よりも明らかに強力であることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載のカラーホイール。
【請求項６】
モータとロータとを備えるカラーホイールにおいて、前記ロータは第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する材料からなる支持体を含んでおり、前記ロータは第１のものとは異なる第２の膨張係数ＣＴＥ２を有する透明なセグメントを含んでおり、前記セグメントは支持体コーティングによって前記支持体に取り付けられており、前記セグメントの部分が前記支持体から突出し、前記セグメントの突出部分が共同で環状の透明な領域を形成するようになっており、前記支持体コーティングの熱膨張係数については
ＣＴＥ４＝ＣＴＥ２または
【数２】
が成り立つカラーホイール。
【請求項７】
前記コーティング材料は実質的にチタンであることを特徴とする、請求項６に記載のカラーホイール。
【請求項８】
前記支持体材料は実質的にアルミニウムであり、前記セグメント材料は実質的にガラスおよび／またはプラスチックであることを特徴とする、請求項７に記載のカラーホイール
。
【請求項９】
カラーホイールを製造する方法において、
第１の熱膨張係数ＣＴＥ１を有する支持体材料を選択するステップと、
ＣＴＥ１とは異なる第２の熱膨張係数ＣＴＥ２を有する特にガラスまたはプラスチックからなる複数のセグメントを準備するステップと、
熱膨張係数ＣＴＥ３を有するディスクを準備し、このとき
ＣＴＥ３＝ＣＴＥ２または
【数３】
が成り立つステップと、
特に接着剤によって前記セグメントを前記ディスクに取り付け、前記セグメントの部分が前記ディスクから突出し、前記セグメントの突出部分が環状領域を形成するようにするステップと、
選択された前記支持体材料からなる回転可能に支承された支持体を備えるモータを準備し、前記支持体の円周は前記セグメントの前記突出部分によって形成される環状領域よりも小さくなっているステップと、
前記セグメントと向かい合う前記ディスクの側に前記支持体を実質的にセンタリングして取り付けるステップとを有している方法。
【請求項１０】
前記カラーホイールは前記請求項９に基づいて実行される方法ステップの後でバランス調整されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【公表番号】特表２０１０−５０１８８３（Ｐ２０１０−５０１８８３Ａ）
【公表日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２４９１６（Ｐ２００９−５２４９１６）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００６５５９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２２６８６
【国際公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（５９６０１３５０１）オー・ツェー・エリコン・バルザース・アクチェンゲゼルシャフト (55)
【氏名又は名称原語表記】ＯＣ Ｏｅｒｌｉｋｏｎ Ｂａｌｚｅｒｓ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００６５５９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２２６８６
【国際公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（５９６０１３５０１）オー・ツェー・エリコン・バルザース・アクチェンゲゼルシャフト (55)
【氏名又は名称原語表記】ＯＣ Ｏｅｒｌｉｋｏｎ Ｂａｌｚｅｒｓ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]