JP2019061235A - 蛍光体ホイールおよびこれを備えた蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能を向上させた蛍光体ホイールおよびこれを備えた蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置を提供する。【解決手段】蛍光体ホイール１３は、蛍光体層１６を有する第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第１の面から突出するように設けられた羽根部３３ｆと、第１の面から第２の面へ空気を送るための流路部（開口部１３ｄ）と、を備える。羽根部３３ｆは、当該蛍光体ホイール１３の回転時に、第１の面側の空気を流路部を通して第２の面側に送風するように設けられている。【選択図】図７Ａ

Description

本開示は、蛍光体ホイールおよびこれを備えた蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置に関する。

特許文献１は、蛍光体層を形成した円板状の蛍光体ホイールを有する投射型表示装置を開示している。特許文献１の蛍光体ホイールでは、周方向に沿って形成された複数の開口部と、開口部に隣接して配置された羽根部とが設けられており、羽根部で空気流を起こして蛍光体層を冷却する。

国際公開第２０１７／０９８７０５号

投射型表示装置は高輝度化が要求されており、これに伴い、蛍光体ホイールに関してもより高い冷却性能が求められている。

本開示は、冷却性能を向上させた蛍光体ホイールおよびこれを備えた蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置を提供する。

本開示における第１の態様の蛍光体ホイールは、蛍光体層を有する第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第１の面と第２の面とのいずれか一方から突出するように設けられた第１の羽根部と、第１の面から第２の面へ空気を送るための流路部と、を備える。第１の羽根部は、当該蛍光体ホイールの回転時に、第１の面側の空気を流路部を通して第２の面側に送風するように設けられている。

本開示では、さらに本開示における蛍光体ホイールを備えた蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置が提供される。

本開示によれば、蛍光体ホイールの冷却性能を向上させることができる。

本開示の実施の形態１に係る投射型表示装置を示す概略図である。 光変換装置の要部の構造を示す断面図である。 光変換装置の外観斜視図である。 光変換装置の内部に配置された吸熱器と、吸熱器に熱的に接続された排熱器の構成を示す斜視図である。 図４Ａの吸熱器及び排熱器の平面図である。 図２の光変換装置の内部の構成を示す断面図である。 図２の光変換装置のケース部の構造を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの側面図である。 図７Ｂの７Ｄ−７Ｄ線に沿った断面図である。 図７Ｂの７Ｅ−７Ｅ線に沿った断面図である。 蛍光体ホイールの基板の上面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの基板の上面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの円板状部材の側面図である。 図７Ｉの７Ｋ−７Ｋ線に沿う断面図である。 図７Ｉの７Ｌ−７Ｌ線に沿う断面図である。 蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。 実施の形態２における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの側面図である。 図８Ｂの８Ｄ−８Ｄ線に沿った断面図である。 図８Ｂの８Ｅ−８Ｅ線に沿った断面図である。 蛍光体ホイールの基板の上面側を示す平面図である。 実施の形態３における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの側面図である。 図９Ｂの９Ｄ−９Ｄ線に沿った断面図である。 図９Ｂの９Ｅ−９Ｅ線に沿った断面図である。 蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの円板状部材の側面図である。 蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。 実施の形態４における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの側面図である。 図１０Ｂの１０Ｄ−１０Ｄ線に沿った断面図である。 図１０Ｂの１０Ｅ−１０Ｅ線に沿った断面図である。 蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。 実施の形態５における蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。 実施の形態６における蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。 実施の形態７における蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。 実施の形態８における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。 蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。 蛍光体ホイールの側面図である。 図１４Ｂの１４Ｄ−１４Ｄ線に沿った断面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
本開示の一実施の形態に係る蛍光体ホイールを搭載した蛍光体ホイール装置、光変換装置、プロジェクタ（投射型表示装置）１００について説明する。

１．構成
１−１．プロジェクタの構成
図１は、本開示の実施の形態１に係るプロジェクタの概略構成を示す図である。なお、図１は、本開示の蛍光体ホイールを適用したプロジェクタ（投射型表示装置の一例）を示しており、本開示の蛍光体ホイールは、他の構成を有する投射型表示装置にも適用可能である。

プロジェクタ１００は、映像信号に応じて光を変調する１つの空間光変調素子（例えば、ＤＭＤ（digital mirror device）７（表示素子））を搭載したＤＬＰ（Digital Light Processing）方式の映像表示装置であって、青色ＬＤ（レーザダイオード）２ａ，２ｂ（光源）と、各種光学部品、レーザ光によって励起された蛍光を出射する蛍光体ホイール装置１０を含む光変換装置２０を備えている。

なお、本実施の形態のプロジェクタ１００は、Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色に対応する３つのＤＭＤ７を搭載した３チップＤＬＰ方式を採用しているが、図１では説明の便宜上、１つのＤＭＤ７だけを示している。

本実施の形態のプロジェクタ１００は、図１に示すように、光源として、２つの青色ＬＤ２ａ，２ｂ、光学部品として、分離ミラー３ａ、ミラー３ｂ，３ｃ、ダイクロイックミラー３ｄ、ミラー３ｅ，３ｆ，３ｇ、レンズ４ａ〜４ｈ、ロッドインテグレータ５、ＴＩＲ（全反射）プリズム６ａ、カラープリズム６ｂ、ＤＭＤ７、および投射レンズ８、および光変換装置２０を備えている。

青色ＬＤ２ａ，２ｂは、プロジェクタ１００の光源であって、縦横それぞれ複数（ｍ×ｎ個）のＬＤを含むように構成されており、互いに直交する向きで配置されている。これにより、青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射される光は、互いに直交する方向に進む。

分離ミラー３ａは、２つの青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射されたレーザ光が交差する交点付近に設けられており、それぞれの青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射されたレーザ光を２方向へ分離する。

ミラー３ｂ，３ｃは、分離ミラー３ａによって分離された２方向に進むレーザ光の進行方向を、それぞれ９０度変換する。

ダイクロイックミラー３ｄは、特殊な光学素材を用いて構成されており、特定の波長の光を反射するとともに、その他の波長の光を透過させる。本実施の形態では、青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射された青色レーザ光を透過させるとともに、後述する蛍光体ホイール装置１０において青色レーザ光が変換された赤色光、緑色光を反射する。

ミラー３ｅ，３ｆ，３ｇは、ダイクロイックミラー３ｄを透過、あるいは反射してきたＲ・Ｇ・Ｂの３原色の光を、最下流側に配置された投射レンズ８へと導く。

レンズ４ａ〜４ｈは、光源としての青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射された青色レーザ光、蛍光体ホイール装置１０において青色レーザ光を変換して得られる赤色光、緑色光を、集光あるいは平行化する。

ロッドインテグレータ５は、入射光の照度を均一化する。ロッドインテグレータ５に入射された光は、ロッドインテグレータ５の内周面において全反射を繰り返し、出射面において均一な照度分布となって出射される。ロッドインテグレータ５は、ミラー３ｅにおいて反射した光が入射する位置に設けられる。

ＴＩＲ（全反射）プリズム６ａは、全反射を利用して、入射してきた光の進行方向を変換する。

カラープリズム６ｂは、入射してきた光を、Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色に分離して、下流側に配置された各色に対応する３つのＤＭＤ７に反射させる。

ＤＭＤ７は、Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色の１色ずつに対応するように３つ設けられている。そして、ＤＭＤ７は、入射される光を映像信号で変調し、変調した光を、カラープリズム６ｂ及びＴＩＲ（全反射）プリズム６ａを介して投射レンズ８に対して出射する。

投射レンズ８は、プロジェクタ１００に搭載された光学部品の最下流側に配置されており、ＴＩＲプリズム６ａ、ＤＭＤ７、カラープリズム６ｂを介して入射された光を、図示しないスクリーンに拡大して投射する。

光変換装置２０は、後述する青色ＬＤ２ａ，２ｂから照射された青色レーザ光を、蛍光体によって赤色光と緑色光とに変換する装置であって、蛍光体ホイール装置１０を備えている。なお、蛍光体ホイール装置１０を含む光変換装置２０の構成については、後段において詳述する。

＜プロジェクタ１００による映像の投影＞
２つの青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射されたレーザ光は、その２本のレーザ光の交点付近に配置された分離ミラー３ａによって、２方向に振り分けられる。

そのうち、第１の青色レーザ光は、レンズ４ｃ、ミラー３ｃ、レンズ４ｄを介して、ダイクロイックミラー３ｄを通過する。その後、レンズ４ｅを通過した後、ミラー３ｅにおいて９０度方向に反射されて、ロッドインテグレータ５へ入射する。

第２の青色レーザ光は、レンズ４ａ、ミラー３ｂ、レンズ４ｂを介して、ダイクロイックミラー３ｄを通過して、蛍光体ホイール装置１０の蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６に照射される。このとき、第２の青色レーザ光は、蛍光体層１６の赤色蛍光体および緑色蛍光体をそれぞれ励起させて赤色光と緑色光とに変換される。

このとき、蛍光体ホイール１３は、モータ１４によって回転駆動することでエネルギーが分散されているため、青色レーザ光が赤色蛍光体および緑色蛍光体を照射する際の焼き付きを防止することができる。

変換された赤色光および緑色光は、ダイクロイックミラー３ｄにおいて９０度方向に反射されてロッドインテグレータ５へ入射する。

Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色の光は、ロッドインテグレータ５において混合され、レンズ４ｆ、ミラー３ｆ，３ｇ、レンズ４ｈを介して、ＴＩＲプリズム６ａの境界層に入射する。ＴＩＲプリズム６ａでは、全反射角であるため、Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色の光は反射されてカラープリズム６ｂへ進む。

カラープリズム６ｂでは、Ｒ・Ｇ・Ｂの３原色に分離された光が、それぞれ３個のＤＭＤ７に入射する。

ＤＭＤ７において画像を形成して反射された光線は、カラープリズム６ｂによって合成され、ＴＩＲプリズム６ａの境界層を通過し、投射レンズ８に入射して、投影画面上へ映像が投影される。

本実施の形態のプロジェクタ１００では、励起光源としての青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射される青色レーザ光は、蛍光体ホイール１３の表面に設けられた蛍光体層１６に含まれる赤色蛍光体および緑色蛍光体を励起して、赤色光および緑色光を生じさせる。このとき、青色レーザ光の全てのエネルギーが蛍光発光に変換されるのではなく、その一部が熱エネルギーに変換されて、赤色蛍光体および緑色蛍光体の温度を上昇させてしまう。

ここで、蛍光体は、温度が上昇すると光変換効率が低下したり、蛍光体を蛍光体ホイール１３上に固定して蛍光体層１６を形成するバインダが熱変色等を起こしたりしてしまうおそれがある。このため、蛍光体ホイール１３をモータ１４によって回転駆動させることで、蛍光体の温度上昇を抑制している。

しかしながら、プロジェクタ１００の高輝度化に伴って励起光（レーザ光）の出力も強くなり、蛍光体ホイール１３を回転させるだけでは、蛍光体層１６及びその周囲の部分を十分に冷却できないため、蛍光体層１６及びその周囲の部分に冷却風を当てて蛍光体を積極的に冷却する必要がある。

このため、本実施の形態では、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６に冷却風を供給する構成を設けている。具体的構成については後述するが、蛍光体ホイール１３に厚さ方向に貫通する開口部１３ｃ，１３ｄを設けるとともに、羽根部３３ａ、３３ｂ、３３ｆを設けている（図７Ａ参照）。

なお、蛍光体ホイール装置１０およびこれを備えた光変換装置２０の構成については、後段にて詳述する。

１−２．光変換装置の構成
図２、図３、図４Ａ、図４Ｂを参照して光変換装置の構成について説明する。図２は、光変換装置２０の要部の構造を示す断面図である。図３は、光変換装置２０の外観斜視図である。図４Ａは、光変換装置の内部に配置された吸熱器と、吸熱器に熱的に接続された排熱器の構成を示す斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの吸熱器及び排熱器の平面図である。

光変換装置２０は、図２に示すように、後述する蛍光体ホイール装置１０、吸熱器２１、排熱器２２、光学レンズ２３、およびヒートパイプ２４を備えている。

蛍光体ホイール装置１０は、青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射された青色レーザ光を蛍光体に照射することで、赤色光と緑色光とに変換する。なお、蛍光体ホイール装置１０の詳細な構成については、後段において詳述する。

吸熱器２１は、図２に示すように、蛍光体ホイール装置１０のケース部１１の内部に配置されている。そして、吸熱器２１は、光変換装置２０内に形成される空気流が通過するフィン構造を有しており、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６において生じた熱を含む空気流から熱を吸収する。そして、吸熱器２１は、図３に示す蛍光体ホイール装置１０のケース部１１に含まれる外筒部１１ｂ、底部１１ｄにネジを用いて固定されている。また、吸熱器２１は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、複数のフィン２１ａを有し、ヒートパイプ２４を介して、排熱器２２と熱的に接続されている。

複数のフィン２１ａは、熱伝導率の高い金属によって構成されており、図４Ｂに示すように、平面視において放射状に配置されている。

これにより、蛍光体ホイール１３を貫通する複数の開口部１３ｃを介して蛍光体ホイール１３と蓋部１１ａとの間の隙間へ進入して来た空気流を、径方向外側へ誘導することができる。このとき、蓋部１１ａと対向する蛍光体ホイール１３の面（第１の面）には、蛍光体層１６が設けられているため、蛍光体層１６付近に効果的に送風できる。そのため、蛍光体において生じる熱を効率よく冷却することができる。

また、複数のフィン２１ａの間を空気流が通過した際に、空気流に含まれる熱がフィン２１ａ側へ移動することで、空気流の温度を低下させることができる。

吸熱器２１の内周面において羽根部３３ｂの外周側に位置する壁部２１ｂは、蛍光体ホイール１３の回転時に羽根部３３ｂによって生じた空気流が第２の面（蛍光体層１６が設けられている第１の面とは反対側の蛍光体ホイール１３の面）側で外周側に流れることを制限する壁部として機能する。

これにより、蛍光体ホイール１３の回転時に、羽根部３３ｂによって生じた空気流を、効率よく蛍光体ホイール１３の開口部１３ｃを通して、蛍光体層１６が形成された第１の面側へと誘導することができる。

排熱器２２は、図２に示すように、蛍光体ホイール装置１０のケース部１１の外部に配置されている。そして、排熱器２２は、図３等に示すように、ヒートパイプ２４を介して、吸熱器２１と熱的に接続されており、吸熱器２１において吸熱した空気流の熱を、ケース部１１の外へ排熱する。また、排熱器２２は、外周面に配置された複数のフィン２２ａを含むフィン構造を有している。

複数のフィン２２ａは、熱伝導率の高い金属によって構成されており、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ヒートパイプ２４の長手方向に直交する方向に沿って複数配置されており、ケース部１１の外部の空気に対して排熱する。

光学レンズ２３は、図２および図３に示すように、ケース部１１の蓋部１１ａに形成された開口部分に、光学レンズ保持部品２３ａを介して取り付けられている。そして、光学レンズ２３は、図１に示すように、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の蛍光体を励起させる励起光を通過させるとともに、蛍光体層１６の蛍光体から発せられた光を集光して、ダイクロイックミラー３ｄの方向へ導く。

ヒートパイプ２４は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、吸熱器２１と排熱器２２とを熱的に接続する。ヒートパイプ２４の内部には、中空空間が形成されている。この中空空間には少量の水が封入されており、吸熱器２１側において熱を受け取ると気化して水蒸気として排熱器２２側へ移動する。排熱器２２側へ移動した水蒸気は、排熱器２２において冷却されて液化し、水となる。ここで、排熱器２２側において冷却されて水となった後、その水は毛細管現象によって中空空間内を移動して、再び吸熱器２１側へと移動する。

つまり、ヒートパイプ２４の内部では、少量の水が、吸熱器２１側で気化されるとともに、排熱器２２側で液化されることで、冷却媒体として機能する。

１−３．蛍光体ホイール装置の構成
蛍光体ホイール装置１０の構造について、上記各図に加え、図５、図６を参照して説明する。図５は、図２の光変換装置の内部の構成を示す断面図である。図６は、図２の光変換装置のケース部の構造を示す斜視図である。

図２に示すように、蛍光体ホイール装置１０は、ケース部１１、蛍光体ホイール１３、モータ１４、加圧ファン１５を備える。

ケース部１１は、円筒形状（図３参照）を有し、内部に、蛍光体ホイール１３、モータ１４、および吸熱器２１等を収納する密閉空間を形成する。ケース部１１は、図５に示すように、略同心円状に配置された外筒部１１ｂおよび内筒部１１ｃを有する。外筒部１１ｂおよび内筒部１１ｃは、蛍光体ホイール１３の回転中心に平行な軸Ｘ方向における両端において連通し、空気流の循環経路を形成する。

さらに、ケース部１１は、外気に接する箇所の少なくとも一部が金属によって形成されている。これにより、ケース部１１内に設置された蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の蛍光体部分に生じた熱によってケース部１１内が温められた場合でも、熱伝導率の高い金属で形成されたケース部１１の上記一部を介して、効率よく熱を外部へ放出することができる。なお、金属によって形成されるケース部１１の上記一部は、例えば、蛍光体ホイール１３側の蓋部１１ａであることが好ましい。

蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６に近接配置された蓋部１１ａの近傍では、図５に示すように、蛍光体層１６において発生した熱が伝達された空気流が、吸熱器２１に入る前に通過する。これにより、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６付近を通過して加熱された空気流によって蓋部１１ａが加熱された場合でも、蓋部１１ａの熱を効果的に外部へ放出することができる。この結果、ケース部１１を構成する他の部材（外筒部１１ｂ、内筒部１１ｃ、底部１１ｄ）と比較して、より効果的に、空気流の熱を外部へ放出することができる。

蓋部１１ａは、図３に示すように、略四角形の板状の部材であって、図２に示すように、ケース部１１における蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６側の面を覆うように取り付けられている。また、蓋部１１ａには、青色レーザ光および蛍光（赤色、緑色）が通過する上述した光学レンズ２３が装填される開口部１１ａａが形成されている。

開口部１１ａａは、蓋部１１ａにおける蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６に対向する位置に形成された貫通穴である。開口部１１ａａには、光学レンズ保持部品２３ａを介して、光学レンズ２３が取り付けられる。

外筒部１１ｂは、図３、図６に示すように、ケース部１１の側面を形成する略円筒状の部材である。

内筒部１１ｃは、外筒部１１ｂと同心円状に配置された円筒状の部材であって、外筒部１１ｂの内周側に配置されている。内筒部１１ｃは、吸熱器２１の内周側に隣接する位置に配置されている。さらに、内筒部１１ｃは、外筒部１１ｂよりも軸Ｘ方向における寸法が小さくなるように形成されている。これにより、外筒部１１ｂと内筒部１１ｃとは、軸Ｘ方向における両端において連通する。

底部１１ｄは、図５に示すように、ケース部１１において蓋部１１ａが設けられている面に対して軸Ｘ方向で反対側の面を覆うように外筒部１１ｂに取り付けられている。

気流上昇ガイド１１ｅは、吸熱器２１を通過して冷却された空気流を反転上昇させるためのガイド部材であって、底部１１ｄにケース部１１の内部空間側に突出するように設けられている。気流上昇ガイド１１ｅは、軸Ｘを中心とする略円錐形状を有しており、内筒部１１ｃの外周側から内周側へ流れてきた空気流を加圧ファン１５の風力によって上昇させるように導く。

よって、蛍光体ホイール１３の回転に伴って羽根部３３ａ，３３ｂによって生じる空気流は、内筒部１１ｃの内周側から、蛍光体ホイール１３の開口部１３ｃ及び蛍光体ホイール１３側の連通部１１ｇを通過して、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の近傍を通過しながら径方向外側へ導かれる。そして、空気流は、蛍光体ホイール１３の開口部１３ｄ及び周縁部を通過して、軸Ｘ方向下向きに移動しながら、吸熱器２１の内部を通過して冷却される。つまり、開口部１３ｄは、第１の面から第２の面へ空気を送るための流路部である。吸熱器２１を通過して冷却された空気流は、蛍光体ホイール１３とは反対側の連通部１１ｈから再び内筒部１１ｃの内周側へ戻される。このように、ケース部１１の内部空間には、蛍光体ホイール１３の回転時に、羽根部３３ａ，３３ｂによって生じる空気流の循環経路が形成される。

図７Ａは、蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。図７Ｂは、蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。

蛍光体ホイール１３は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、円板状の回転部材である。蛍光体ホイール１３は、蛍光体層１６と、複数の開口部１３ｃ（第２の開口部の一例）と、複数の開口部１３ｄ（第１の開口部の一例）と、開口部１３ｃと同数の羽根部３３ａと、開口部１３ｃと同数の羽根部３３ｂ（第２の羽根部の一例）と、開口部１３ｄと同数の羽根部３３ｆ（第１の羽根部の一例）とを有している。

複数の開口部１３ｃ、羽根部３３ａ、及び羽根部３３ｂは、蛍光体層１６の内周側において、蛍光体ホイール１３の回転中心を中心とする周方向に第１所定角度間隔で配列されている。

複数の開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆは、蛍光体層１６の外周側において、蛍光体ホイール１３の回転中心を中心とする周方向に第２所定角度間隔で配列されている。第１所定角度と第２所定角度は同じであっても異なってもよい。

図７Ｃは、蛍光体ホイール１３の側面図である。図７Ｄは、図７Ｂの７Ｄ−７Ｄ線に沿った断面図である。図７Ｅは、図７Ｂの７Ｅ−７Ｅ線に沿った断面図である。

図７Ｃ〜図７Ｅに示すように、蛍光体ホイール１３は、円板状の基板１３ａと、円板状の円板状部材３３とを重ね合わせて構成されている。

図７Ｆは、蛍光体ホイール１３の基板１３ａの上面側を示す斜視図である。図７Ｇは、蛍光体ホイール１３の基板１３ａの上面側を示す平面図である。

基板１３ａは、図７Ｆ、図７Ｇに示すように、円形の基板１３ａの回転中心に設けられた中心孔１３ｈと、蛍光体層１６と、複数の開口部１３ｃａと、複数の開口部１３ｄａとを有している。

開口部１３ｃａは、基板１３ａ側において蛍光体ホイール１３の開口部１３ｃを形成するための開口部である。複数の開口部１３ｃａは、基板１３ａの回転中心を中心とする周方向に上記第１所定角度間隔で配列されている。

開口部１３ｄａは、基板１３ａ側において蛍光体ホイール１３の開口部１３ｄを形成するための開口部である。なお、開口部１３ｄａは、開口部１３ｄ（後述する円板状部材３３の開口部３３ｄｂ）よりも大きく、２個の開口部１３ｄに対して１個ずつ設けられている。そのため、複数の開口部１３ｄａは、基板１３ａの回転中心を中心とする周方向に上記第２所定角度間隔の２倍の間隔で配列されている。

蛍光体層１６は、円環状に蛍光体が塗布されることで形成されている。蛍光体層１６は、上述のように、青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射された青色レーザ光を、赤色光と緑色光とに変換し、蛍光体ホイール１３から、赤色光と緑色光とを出射させる。

図７Ｈは、蛍光体ホイール１３の円板状部材３３の上面側を示す斜視図である。図７Ｉは、蛍光体ホイール１３の円板状部材３３の上面側を示す平面図である。図７Ｊは、蛍光体ホイール１３の円板状部材３３の側面図である。図７Ｋは、図７Ｉの７Ｋ−７Ｋ線に沿う断面図である。図７Ｌは、図７Ｉの７Ｌ−７Ｌ線に沿う断面図である。図７Ｍは、蛍光体ホイール１３近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。図７Ｍの（ａ）は、蛍光体ホイール１３の半径方向に沿った断面を示す。図７Ｍの（ｂ）は蛍光体ホイール１３において開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ、３３ｂが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。図７Ｍの（ｃ）は蛍光体ホイール１３において開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。なお、図７Ｍの蛍光体ホイール１３では、円板状部材３３と基板１３ａとを１つの部材にまとめて示している。

図７Ｈ〜図７Ｊに示すように、円板状部材３３は、円形の円板状部材３３の回転中心に設けられた中心孔３３ｈと、複数の開口部３３ｃｂと、複数の開口部３３ｄｂと、開口部３３ｃｂと同数の羽根部３３ａ、３３ｂと、開口部３３ｄｂと同数の羽根部３３ｆとを有している。

開口部３３ｃｂは、円板状部材３３側において蛍光体ホイール１３としての開口部１３ｃを形成する開口部である。複数の開口部３３ｃｂは、円板状部材３３の回転中心を中心とする周方向に上記第１所定角度間隔で配列されている。

開口部３３ｄｂは、円板状部材３３側において蛍光体ホイール１３としての開口部１３ｄを形成する開口部である。複数の開口部３３ｄｂは、円板状部材３３の回転中心を中心とする周方向に上記第２所定角度間隔で配列されている。

羽根部３３ａは、図７Ｉ，図７Ｌに示すように、開口部３３ｃｂの回転方向前側の縁から上方に延びるように設けられている。また、羽根部３３ａは、開口部３３ｃｂの回転方向前側の縁に沿って径方向に延伸するように設けられている。

羽根部３３ｂは、図７Ｉ，図７Ｌに示すように、開口部３３ｃｂの回転方向後側の縁から回転方向前側斜め下方に延びるように設けられている。また、羽根部３３ｂは、開口部３３ｃｂの回転方向後側の縁に沿って径方向に延伸するように設けられている。

羽根部３３ｆは、図７Ｉ，図７Ｍに示すように、開口部３３ｄｂの回転方向後側の縁から回転方向前側斜め上方に延びるように設けられている。また、羽根部３３ｆは、開口部３３ｄｂの回転方向後側の縁に沿って径方向に延伸するように設けられている。

ここで、円板状部材３３は例えばアルミ製であり、開口部３３ｃｂ，３３ｄｂは円板状部材３３を切り込むことで形成され、羽根部３３ａ，３３ｂ，３３ｆは、１枚のアルミ製の円板状部材３３を切り起こすことで形成されている。より具体的には、羽根部３３ａは、開口部３３ｃｂを形成するために切り込んだ部分を上面側に折り曲げることで形成され、羽根部３３ｂは、開口部３３ｃｂを形成するために切り込んだ部分を下面側に折り曲げることで形成され、羽根部３３ｆは、開口部３３ｄｂを形成するために切り込んだ部分を、上面側に折り曲げることで形成されている。

円板状部材３３は、中心孔３３ｈと、円板状の基板１３ａの中心孔１３ｈとを合わせて重ねることで、基板１３ａに対し、位置合わせを行うことができる。また、円板状部材３３は、基板１３ａ側の開口部１３ｃａ、１３ｄａに羽根部３３ａ、３３ｆが挿入されるように重ねることで、基板１３ａに対し、周方向における位置決めも行うことができる。

そして、円板状部材３３と基板１３ａとは、互いに重ね合わせられた状態で、軸方向において上下から所定の固定部材で挟み込むことで固定される。

上述のような構造の蛍光体ホイール１３によると、蛍光体ホイール１３が回転駆動されると、加圧ファン１５、及び蛍光体ホイール１３と一体化した羽根部３３ｂによって、図５に示すように、ケース部１１内において、軸方向上向きに空気流が発生する。

本実施の形態では、蛍光体ホイール１３における羽根部３３ｂに対応する位置に、開口部１３ｃが形成されている。このため、羽根部３３ｂによって生じた空気流は、開口部１３ｃを介して、蛍光体ホイール１３において蛍光体層１６が形成された第１の面側に送られ、さらに羽根部３３ａによって蛍光体層１６側へ送られる。

また、羽根部３３ｂによって生じた空気流は、ケース部１１内に形成される密閉空間において、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６付近で加熱された後、外筒部１１ｂと内筒部１１ｃとの間の空間に配置された吸熱器２１を通過する。

このとき、加熱された空気が吸熱器２１に接続されたヒートパイプ２４内の少量の水との間で熱交換を行って冷却される。その後、冷却された空気が、内筒部１１ｃの内周側において移動し、開口部１３ｃを介して、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６側に向けて送出される。

これにより、羽根部３３ｂによって軸方向に沿って生じた空気流は、図７Ｍに示すように、開口部１３ｃを通過して、蛍光体層１６が設けられた第１の面側へと導かれるとともに、羽根部３３ａによって径方向外側へ移動する。

ここで、蛍光体ホイール１３を回転駆動するモータ１４は、図５に示すように、吸熱器２１によって冷却された空気流の流路上に配置されている。そのため、蛍光体ホイール１３を連続回転させる際に、モータ１４に熱が生じた場合でも、モータ１４を冷却風によって効果的に冷やすことができる。

また、加圧ファン１５は、ケース部１１内に形成される空気流の循環経路内に配置されており、循環経路における空気流の流れる方向に沿って送風する。すなわち、加圧ファン１５は、図５に示すように、羽根部３３ｂによって生成される空気流の流れる方向に沿って、送風するように配置されている。また、加圧ファン１５は、ケース部１１内における蛍光体ホイール１３と気流上昇ガイド１１ｅとの間の位置に配置されている。これにより、羽根部３３ｂによって軸方向に沿って形成される空気流の循環経路において、最も下流側に加圧ファン１５を配置することで、羽根部３３ｂによって生成された空気流が最も弱くなる最下流側において空気流を強めることができる。この結果、ケース部１１内において多くの熱が発生する蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の付近や、モータ１４の付近等における空気流の流速を上昇させて、冷却効果をさらに高めることができる。

羽根部３３ａは、前述したように、蛍光体層１６が設けられた側の面（第１の面）、つまり羽根部３３ｂとは反対側の面において、開口部１３ｃに隣接するように、径方向に沿って延伸するように設けられている。そして、羽根部３３ａは、図５に示すように、ケース部１１内において、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の蛍光体を励起させた際に生じる熱を排出するために、径方向外側に向かう空気流を形成する。

より詳細には、羽根部３３ａは、上述した羽根部３３ｂおよび加圧ファン１５によって軸方向に沿って形成されて蛍光体ホイール１３の複数の開口部１３ｃを介して蛍光体層１６が形成された側の面に移動してきた空気流を、径方向外側へ向かうように誘導する。

これにより、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の表面付近における空気流の流速を上昇させて、従来よりも効果的に冷却効果を向上させることができる。

また、羽根部３３ａは、図２に示すように、蛍光体層１６が設けられた面における光学レンズ２３に対向する位置に、光学レンズ２３に近接して配置されている。このため、羽根部３３ａの高さは、光学レンズ２３に接触しない程度の高さに設定されている。これにより、蛍光体層１６が設けられた側の面に光学レンズ２３を近接して配置しつつ、蛍光体層１６の冷却効果を向上させることができる。

１−４．羽根部によって生じた空気流の循環
本実施の形態では、上述したように、蛍光体ホイール装置１０に搭載された蛍光体ホイール１３の第１の面側に設けられた羽根部３３ａ、３３ｆと第２の面側に設けられた羽根部３３ｂとが、蛍光体ホイール１３の回転に伴って一体化した状態で回転することで、ケース部１１内において空気流を生じさせる。

すなわち、羽根部３３ｂによって生じた空気流は、図５に示すように、図５中上向きに形成され、蛍光体ホイール１３の開口部１３ｃを通過する。

なお、羽根部３３ｂによって形成された空気流は、遠心力等によって径方向外側へ移動する流れを持つが、羽根部３３ｂの径方向外側に近接配置された吸熱器２１の壁部２１ｂによって、径方向外側への流れが抑制される。これにより、羽根部３３ｂの径方向外側への空気の流れを抑制して、空気流を効率よく開口部１３ｃへと導くことができる。

蛍光体ホイール１３の開口部１３ｃを通過した空気流は、羽根部３３ａによって、軸Ｘを中心とする径方向外側へと送られる。

このとき、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６に沿って移動する空気流は、蛍光体層１６の表面付近を通過する際に、蛍光体の熱によって加熱される。

蛍光体によって加熱された空気流は、蛍光体ホイール１３の開口部１３ｄを通過し、図５の下向きに移動して、吸熱器２１のフィン２１ａの隙間を通過する。

このとき、吸熱器２１では、加熱された空気流から熱を吸収して冷却する。

吸熱器２１において冷却された空気流は、吸熱器２１の軸Ｘ方向における下端部から底部１１ｄの面に沿って移動し、気流上昇ガイド１１ｅによって蛍光体ホイール１３側へと誘導される。

このとき、図５に示すように、気流上昇ガイド１１ｅによって上昇した空気流は、加圧ファン１５によって流速を上げて移動する。

加圧ファン１５によって流速が上がった空気流は、モータ１４の付近を流れてモータ１４を冷却した後、再び、蛍光体ホイール１３の第２の面へと移動する。そして、蛍光体ホイール１３の第２の面へと移動した空気流は、上述したように、羽根部３３ｂによって開口部１３ｃを介して蛍光体層１６側の面に移動する。これにより、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の蛍光体が発生させる熱を常時冷却することができる。

ここで、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６において発生する熱を効果的に冷却するためには、蛍光体層１６の正面から直接的に送風する位置にファンを設けるのが一般的である。しかし、このような構成では、ファンの配置によって、図７Ｌに示すように、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６に対して近接配置される光学レンズ２３を設けるスペースが確保できなくなる、あるいは装置が大型化してしまうおそれがある。

本実施の形態の蛍光体ホイール装置１０およびこれを備えた光変換装置２０では、上述したように、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６を冷却するための空気流を形成するための羽根部３３ａ，３３ｂ，３３ｆを、蛍光体ホイール１３における蛍光体層１６側の面とその反対側の面とにそれぞれ設けている。さらに、本実施の形態では、羽根部３３ｂによって生じる空気流を、羽根部３３ａが設けられた蛍光体層１６側に導くために、蛍光体ホイール１３の羽根部３３ｂに対応する位置に開口部１３ｃを設けている。

これにより、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６側には光学レンズ２３を設けるスペースを確保するとともに、蛍光体層１６側の第１の面に設けられた羽根部３３ａ，３３ｆによって、蛍光体層１６付近を通過する空気流を形成することができる。

本実施の形態では、特に、羽根部３３ｆは、蛍光体層１６の外周に近接して設けられ、かつ第１の面から回転方向の前側上方に向かって形成されていることで、蛍光体層１６を通過して外周側に流れる空気を蛍光体ホイール１３の第２の面側に引き込む。そのため、図７Ｍに示すように、蛍光体層１６の表面に近い位置を高速で空気が流れやすくなる。そのため、蛍光体層１６で発生する熱を効果的に吸収することができる。

上記構成を有する本実施の形態によれば、装置の大型化を招くことなく、羽根部３３ａ，３３ｂ，３３ｆと光学レンズ２３とを共存させるとともに、蛍光体層１６の蛍光体において生じる熱を効果的に冷却することができる。

２．効果等
本実施の形態の蛍光体ホイール１３は、蛍光体層１６を有する第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第１の面から突出するように設けられた羽根部３３ｆ（第１の羽根部）と、第１の面と第２の面との間を貫くように設けられた開口部１３ｄ（流路部、第１の開口部）と、を備える。羽根部３３ｆは、当該蛍光体ホイール１３の回転時に、第１の面側の空気を開口部１３ｄを通して第２の面側に送風するように設けられている。

これにより、第１の面側の蛍光体層１６の蛍光体において生じた熱を第１の面とは反対側の第２の面側に逃がすことができる。そのため、蛍光体ホイール１３の冷却性能が向上する。

本実施の形態の蛍光体ホイール１３は、さらに、第１の面と第２の面との間を貫くように設けられた開口部１３ｃ（第２の開口部）と、第２の面から突出するように設けられた羽根部３３ｂ（第２の羽根部）と、を備える。羽根部３３ｂは、当該蛍光体ホイール１３の回転時に、第２の面側に供給される冷却空気を開口部１３ｃを通して第１の面側に送風するように設けられている。

これにより、熱を発生する蛍光体層１６がある第１の面側に冷却空気を送風することができる。よって、蛍光体ホイール１３の冷却性能がより向上する。

本実施の形態の蛍光体ホイール１３において、蛍光体層１６は、当該蛍光体ホイール１３の回転軸Ｘを中心とする円環状の形状を有し、開口部１３ｄ（第１の開口部）と開口部１３ｃ（第２の開口部）とは、当該蛍光体ホイール１３の半径方向において蛍光体層１６を挟むように、配置されている。

これにより、開口部１３ｃを通って第１の面側に送風された冷却風が、蛍光体層１６の上を近接して通過して、開口部１３ｄを通って第２の面側に排気されることとなる。そのため、蛍光体層１６を効率よく冷却することができる。よって、蛍光体ホイール１３の冷却性能がより一層向上する。

本実施の形態の蛍光体ホイール１３において、開口部１３ｄ（第１の開口部）は蛍光体層１６の外周側に配置され、開口部１３ｃ（第２の開口部）は蛍光体層１６の内周側に配置される。

これにより、開口部１３ｃを通って第１の面側に送風された冷却風は、蛍光体ホイール１３の回転による遠心力により、外周側の開口部１３ｄに向かって自然に流れることとなる。よって、蛍光体ホイール１３の冷却性能がより一層向上する。

本開示では、さらに本開示における蛍光体ホイールを含む蛍光体ホイールおよびこれを備えた蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置が提供される。

以上では、本開示における蛍光体ホイールの実施の形態１を説明した。以下において、本開示における蛍光体ホイールのバリエーションとして、実施の形態２〜８を説明する。なお、実施の形態２〜８の説明では、類似の機能を有する構成要素については同一の参照符号を付す。

（実施の形態２）
実施の形態２について図８Ａ〜図８Ｆを参照して説明する。図８Ａは、実施の形態２における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。図８Ｂは、蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。図８Ｃは、蛍光体ホイールの側面図である。図８Ｄは、図８Ｂの８Ｄ−８Ｄ線に沿った断面図である。図８Ｅは、図８Ｂの８Ｅ−８Ｅ線に沿った断面図である。図８Ｆは、蛍光体ホイールの基板の上面側を示す平面図である。

実施の形態１における蛍光体ホイール１３では、図７Ａ〜図７Ｇで説明したように、基板１３ａは、蛍光体層１６の外周側にまで広がり、この外周側の円環部に円板状部材３３の羽根部３３ｆが嵌る開口部１３ｄａを有している。これに対し、実施の形態２における蛍光体ホイール２１３では、図８Ｆに示す、蛍光体層１６の外周側に円環部及び開口部を有していない基板２１３ａを用いる。なお、円板状部材としては、実施の形態１における図７Ｈ等に示した円板状部材３３を用いる。図８Ａ〜図８Ｅは、図８Ｆの基板２１３ａと、実施の形態１における図７Ｈ等に示した円板状部材３３とを組み合わせて得られた実施の形態２の蛍光体ホイール２１３を示している。図８Ａ〜図８Ｅに示すように、本実施の形態における蛍光体ホイール２１３では、円板状部材３３の外周部の上面側には基板２１３ａが存在せず、円板状部材３３の開口部３３ｄｂ及び羽根部３３ｆがそのまま露出する。

このような構成によると、基板２１３ａの構造を簡略化しつつ実施の形態１の図７Ｍで説明したのと同様の空気流を生じさせることができる。また、実施の形態１と同様の冷却効果が得られる。

（実施の形態３）
実施の形態３について図９Ａ〜図９Ｉを参照して説明する。図９Ａは、実施の形態３における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。図９Ｂは、蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。図９Ｃは、蛍光体ホイールの側面図である。図９Ｄは、図９Ｂの９Ｄ−９Ｄ線に沿った断面図である。図９Ｅは、図９Ｂの９Ｅ−９Ｅ線に沿った断面図である。図９Ｆは、蛍光体ホイールの円板状部材３３３の上面側を示す斜視図である。図９Ｇは、蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す平面図である。図９Ｈは、蛍光体ホイールの円板状部材の側面図である。図９Ｉは、蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。図９Ｉの（ａ）は、蛍光体ホイールの半径方向に沿った断面を示す。図９Ｉの（ｂ）は蛍光体ホイールにおいて開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ、３３ｂが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。図９Ｉの（ｃ）は蛍光体ホイールにおいて開口部１３ｄ及び羽根部３３３ｆが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。なお、図９Ｉの蛍光体ホイール３１３では、円板状部材と基板とを１つの部材にまとめて示している。

実施の形態１における蛍光体ホイール１３では、図７Ａ〜図７Ｇで示したように、円板状部材３３の羽根部３３ｆは、第１の面（上面）から突出するように設けられている。これに対し、実施の形態３における蛍光体ホイール３１３では、図９Ｆ〜図９Ｈに示すように、羽根部３３３ｆが下面側に突出するように設けられた円板状部材３３３を用いる。具体的には、羽根部３３３ｆは、開口部１３ｄの回転方向前端から後方下向きに延びる。なお、基板としては、実施の形態１における図７Ｆ、図７Ｇ等に示した基板１３ａを用いる。図９Ａ〜図９Ｅは、図９Ｆ〜図９Ｈの円板状部材３３３と、実施の形態１における図７Ｆ、図７Ｇ等に示した基板１３ａとを組み合わせて得られた実施の形態３の蛍光体ホイール３１３を示している。図９Ａ〜図９Ｅに示すように、本実施の形態における蛍光体ホイール３１３では、円板状部材３３３の羽根部３３３ｆが蛍光体ホイール３１３の第２の面（下面）から突出する。

上記構成によると、図９Ｉに示すように、蛍光体ホイール３１３の回転時、羽根部３３３ｆの回転方向後側は空気圧が周囲よりも低くなることで、第１の面側（上面側）の空気が開口部１３ｄを介して第２の面側（下面側）に流入する。そのため、実施の形態１の図７Ｍで説明したのと同様の空気流を生じさせることができる。したがって、実施の形態１同様の冷却効果を得ることができる。

即ち、本実施の形態の蛍光体ホイール３１３は、蛍光体層１６を有する第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第２の面から突出するように設けられた羽根部３３３ｆ（第１の羽根部）と、第１の面と第２の面との間を貫くように設けられた開口部１３ｄ（流路部、第１の開口部）と、を備える。羽根部３３３ｆは、当該蛍光体ホイール３１３の回転時に、第１の面側の空気を開口部１３ｄを通して第２の面側に送風するように設けられている。これにより、第１の面側の蛍光体層１６の蛍光体において生じた熱を第１の面とは反対側の第２の面側に逃がすことができる。そのため、蛍光体ホイール１３の冷却性能が向上する。

なお、上述のように、羽根部３３３ｆは第２の面から突出するように形成されており、実施の形態１の蛍光体ホイール１３の羽根部３３ｆが第１の面から突出しているのと異なる。第２の羽根部に相当する羽根部３３ｂについても、第２の面からではなく、第１の面から突出するように形成してもよい。具体的には、第２の羽根部は、開口部１３ｃの回転方向前端から後方上向きに延びるように形成される。これにより、蛍光体ホイールの回転時に、第２の羽根部の回転方向後側の空気圧が周囲よりも低くなることで、第２の面側の空気が開口部１３ｃを介して第１の面側に流入する。この場合、実施の形態１〜３において、開口部１３ｃの回転方向前端に形成されている羽根部３３ａは、開口部１３ｃの回転方向後端に形成され、ガイドとして第１の面側に流入する空気を蛍光体層１６の上方に送る。

（実施の形態４）
実施の形態４について図１０Ａ〜図１０Ｆを参照して説明する。図１０Ａは、実施の形態４における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。図１０Ｂは、蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。図１０Ｃは、蛍光体ホイールの側面図である。図１０Ｄは、図１０Ｂの１０Ｄ−１０Ｄ線に沿った断面図である。図１０Ｅは、図１０Ｂの１０Ｅ−１０Ｅ２線に沿った断面図である。図１０Ｆは、蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。図１０Ｆの（ａ）は、蛍光体ホイールの半径方向に沿った断面を示す。図１０Ｆの（ｂ）は蛍光体ホイールにおいて開口部４１３ｃ及び羽根部４３３ａ、４３３ｂが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。図１０Ｆの（ｃ）は蛍光体ホイールにおいて開口部１３ｄ及び羽根部４３３ｆが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。なお、図１０Ｆの蛍光体ホイール４１３では、円板状部材と基板とを１つの部材にまとめて示している。

実施の形態４における蛍光体ホイール４１３では、図１０Ａ〜図１０Ｅに示すように、実施の形態１における蛍光体ホイール１３の構造を左右反転させた構造を有する。具体的には、蛍光体ホイール４１３は、蛍光体ホイール１３の基板１３ａの構造を左右反転させた基板４１３ａと、蛍光体ホイール１３の円板状部材３３の構造を左右反転させた円板状部材４３３とを有する。羽根部４３３ａは、開口部４３３ｃｂの回転方向後端から上向きに延びる。羽根部４３３ｂは、開口部４３３ｃｂの回転方向前端から後方下向きに延びる。羽根部４３３ｆは、開口部１３ｄの回転方向前端から後方上向きに延びる。また、図５に示す加圧ファン１５は、実施の形態１における回転方向とは反対方向に回転される。それ以外の構成は、蛍光体ホイール４１３の回転方向等を含め、実施の形態１と同じである。

上記構成によると、図１０Ｆに示すように、蛍光体ホイール４１３の回転時、羽根部４３３ｆの回転方向後側は気圧が周囲よりも低くなることで、第２の面側の空気が開口部１３ｄを介して第１の面側に流入する。また、蛍光体ホイール４１３の回転時、羽根部４３３ｂの回転方向後側は気圧が周囲よりも低くなることで、開口部１３ｄを介して流入した第１の面側の空気は開口部４１３ｃを介して第２の面側に流入する。また、開口部１３ｄを介して流入した空気は、蛍光体層１６の表面に近い位置で高速で流れやすくなる。そのため、蛍光体層１６で発生する熱を効果的に吸収することができる。したがって、実施の形態１同様の冷却効果を得ることができる。

なお、図１０Ｆのような反対向きの空気流は、実施の形態１における蛍光体ホイール１３を図７Ｂに示す回転方向とは反対方向に回転させ、かつ加圧ファン１５を、実施の形態１における回転方向とは反対方向に回転させることでも実現できる。

（実施の形態５）
実施の形態５について図１１Ａ、図１１Ｂを参照して説明する。図１１Ａは、実施の形態５における蛍光体ホイールの円板状部材の上面側を示す斜視図である。図１１Ｂは、蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。図１１Ｂの（ａ）は、蛍光体ホイールの半径方向に沿った断面を示す。図１１Ｂの（ｂ）は蛍光体ホイールにおいて開口部５１３ｃが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。図１１Ｂの（ｃ）は蛍光体ホイールにおいて開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。なお、図１１Ｂの蛍光体ホイール５１３では、円板状部材と基板とを１つの部材にまとめて示している。

実施の形態５における蛍光体ホイール５１３では、図１１Ａに示すように、円板状部材５３３の開口部５３３ｃｂの縁に羽根部が設けられていない。なお、基板としては、実施の形態１における図７Ｆ、図７Ｇ等に示した基板１３ａを用いればよい。図１１Ａの円板状部材５３３と、実施の形態１における図７Ｆ、図７Ｇ等に示した基板１３ａとを組み合わせて得られる実施の形態５の蛍光体ホイールについては、特に図示しないが、蛍光体層１６の内周側の開口部５１３ｃに羽根部が設けられていない構造が得られる。

上記構成によると、図１１Ｂに示すように、蛍光体ホイール５１３の回転時に、蛍光体ホイール５１３の第１の面側を流れる空気が、実施の形態１と同様の構成を有する羽根部３３ｆにより、開口部１３ｄを介して第２の面側に引き込まれる。またこのとき、開口部１３ｄよりも内周側の開口部５１３ｃを介して、第２の面側の空気が第１の面側に引き込まれる。つまり、蛍光体ホイール５１３の回転時に、第２の面側の空気を開口部５１３ｃ（第２の開口部）を通して第１の面側に引き込み、引き込んだ空気を開口部１３ｄ（第１の開口部）を通して第２の面側に送風することができる。よって、図１１Ｂの（ａ）に示すように、実施の形態１と同様の空気流が形成される。本実施の形態によれば、円板状部材５３３の羽根部の形成の手間を減らしつつ、蛍光体層１６で発生する熱を吸収することができる。

（実施の形態６）
実施の形態６について図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態６における蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。図１２の（ａ）は、半径方向に沿った断面を示す。図１２の（ｂ）は羽根部３３ａ、３３ｂが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。図１２の（ｃ）は羽根部３３ｆが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。なお、図１２の蛍光体ホイール６１３では、円板状部材と基板とを１つの部材にまとめて示している。

実施の形態１における蛍光体ホイール１３では、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の内周側に開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ，３３ｂが設けられ、蛍光体層１６の外周側に開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆが設けられている。これに対し、実施の形態６における蛍光体ホイール６１３では、開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ，３３ｂと開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆとの両方が蛍光体層１６の外周側に設けられている。

上記構成によると、実施の形態１同様に、蛍光体ホイール６１３の第２の面側の空気が羽根部３３ｂにより、開口部１３ｃを介して第１の面側に引き込まれる。そして、第１の面側に引き込まれた空気が羽根部３３ｆにより、開口部１３ｄを介して第２の面側に引き込まれる。この空気流により、蛍光体ホイールの第１の面の中央側の空気についても、羽根部３３ｆにより、開口部１３ｄを介して第２の面側に引き込むことができる。本実施の形態によれば、両方の開口部１３ｃ，１３ｄを蛍光体層１６の外周側に設けた場合でも、蛍光体層１６で発生する熱を吸収し、蛍光体層１６を冷却することができる。

なお、本実施の形態６のように開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ，３３ｂと開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆとの両方が蛍光体層１６の外周側に配置する構造の場合にも、実施の形態２〜５で説明した各開口部及び各羽根部の構成を適用できることは言うまでもない。

（実施の形態７）
実施の形態７について図１３を参照して説明する。図１３は、蛍光体ホイール近傍の空気流の経路を模式的に示した図である。図１３の（ａ）は、半径方向に沿った断面を示す。図１３の（ｂ）は羽根部３３ｆが設けられている部分の周方向に沿った断面を示す。

実施の形態１における蛍光体ホイール１３では、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の内周側に開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ，３３ｂが設けられ、蛍光体層１６の外周側に開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆが設けられている。これに対し、実施の形態７における蛍光体ホイール７１３では、蛍光体層１６の外周側の開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆのみが設けられている。

上記構成によると、蛍光体ホイール７１３の第１の面側を流れる空気が、実施の形態１と同様の構成を有する羽根部３３ｆにより、開口部１３ｄを介して第２の面側に引き込まれる。なお、本実施の形態では、蛍光体層１６の内周側の開口部が存在しておらず、第２の面側から第１の面側に空気を供給できない。そのため、蛍光体ホイール７１３の第１の面の中央上方から空気を供給できるような場合に好適に利用できる。本実施の形態の蛍光体ホイール７１３によれば、内周側の羽根部の形成の手間を減らしつつ、蛍光体層１６で発生する熱を吸収することができる。

なお、実施の形態７のように蛍光体層１６の外周側の開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆのみが設けられている構造の場合にも、実施の形態２〜４で説明した開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆの構成を適用できることは言うまでもない。

（実施の形態８）
１．構成
実施の形態８について図１４Ａ〜図１４Ｄを参照して説明する。図１４Ａは、実施の形態８における蛍光体ホイールの第１の面側を示す斜視図である。図１４Ｂは、蛍光体ホイールの第１の面側を示す平面図である。図１４Ｃは、蛍光体ホイールの側面図である。図１４Ｄは、図１４Ｂの１４Ｄ−１４Ｄ線に沿った断面図である。

実施の形態１における蛍光体ホイール１３では、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１６の内周側に開口部１３ｃ及び羽根部３３ａ，３３ｂが設けられ、蛍光体層１６の外周側に開口部１３ｄ及び羽根部３３ｆが設けられている。これに対し、実施の形態８における蛍光体ホイール８１３では、蛍光体層１６の外周側には開口部は設けられておらず、外周側の周縁部に羽根部８３３ｆのみが設けられている。

具体的には、基板８１３ａは、実施の形態２の図８Ｆと類似の構造を有しており、蛍光体層１６の内周側には開口部１３ｃａを有しているが、蛍光体層１６の外周側には開口部を有していない。

また、実施の形態１の円板状部材３３に代えて、図１４Ｃ、図１４Ｄに示されているように、軸側が外周側に対して凹む円形の皿状形状を有する皿状部材８３３が用いられている。皿状部材８３３の中心側には、円環状の開口部３３ｙが設けられているとともに、円環状の開口部３３ｙの周囲には円環状の傾斜面を有する傾斜部３３ｓが設けられている。図１４Ａ、図１４Ｂにも示すように、円環状の傾斜部３３ｓの上面には、上方（第１の面側）に突出する羽根部３３ｘが周方向に第３所定角度間隔で設けられている。

また、図１４Ａ、図１４Ｂにも示すように、皿状部材８３３の外周部８３３ｄが下方に傾斜しているとともに、皿状部材８３３の外周部８３３ｄには、上方に突出する羽根部８３３ｆが周方向に第４所定角度間隔で設けられている。

上記構成によると、蛍光体ホイール８１３の回転時、蛍光体ホイール８１３の第２の面側を流れる空気が、羽根部３３ｘの回転により、皿状部材８３３の開口部３３ｙから基板８１３ａと皿状部材８３３との間の空間に引き込まれる。引き込まれた空気は、傾斜部３３ｓに沿って上昇し、基板８１３ａの開口部１３ｃａから第１の面側に流出する。つまり、基板８１３ａの開口部１３ｃａと皿状部材８３３の開口部３３ｙとにより、蛍光体ホイール８１３の第１の面と第２の面との間を貫く開口部が形成される。ここで、羽根部３３ｘは、皿状部材８３３から第１の面側に突出するように形成されているが、基板８１３ａから第２の面側に突出するように基板８１３ａに形成されてもよい。

第１の面側に流出した空気は、蛍光体層１６の上方を通過する際に、蛍光体層１６で発生する熱を吸収する。特に、本実施の形態では、皿状部材８３３の外周部が第２の面側に傾斜し、当該外周部に上方に突出する羽根部８３３ｆが設けられていることで、蛍光体ホイール８１３の回転時、蛍光体層１６の上方を通過する空気流が第２の面側に引き寄せられ、空気流の経路が下方に曲げられる。そのため、蛍光体層１６で発生する熱を効果的に吸収し、蛍光体層１６を冷却することができる。つまり、皿状部材８３３の外周部８３３ｄは第１の面から第２の面へ空気を送るための流路部である。

２．効果等
本実施の形態における蛍光体ホイール８１３は、蛍光体層１６を有する第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第１の面から突出するように設けられた羽根部８３３ｆ（第１の羽根部）と、を備える。羽根部８３３ｆは、当該蛍光体ホイール１３の回転時に、第１の面側の空気を第１の面の外周縁を通して第２の面側に送風するように設けられている。

これにより、第１の面側の蛍光体層１６の蛍光体において生じた熱を第１の面とは反対側の第２の面側に逃がすことができる。そのため、蛍光体ホイール１３の冷却性能が向上する。

本実施の形態の蛍光体ホイール８１３は、第１の面と第２の面との間を貫くように設けられた開口部１３ｃａ、３３ｙ（第２の開口部）と、第１の面（第１の面と前記第２の面とのいずれか一方）側に突出するように設けられた羽根部３３ｘ（第２の羽根部）と、をさらに備える。羽根部３３ｘは、当該蛍光体ホイール８１３の回転時に、第２の面側の空気を開口部１３ｃａ、３３ｙを通して第１の面側に送風するように設けられている。

これにより、熱を発生する蛍光体層１６がある第１の面側に冷却空気を送風することができる。よって、蛍光体ホイール１３の冷却性能がより向上する。

本実施の形態の蛍光体ホイール８１３において、羽根部８３３ｆ（第１の羽根部）は蛍光体層１６の外周側で第１の面の外周部８３３ｄに配置され、開口部１３ｃａ、３３ｙは蛍光体層１６の内周側に配置される。

これにより、開口部１３ｃａ、３３ｙを通って第１の面側に送風された冷却風は、蛍光体ホイール８１３の回転による遠心力により、外周側の羽根部８３３ｆに向かって自然に流れることとなる。よって、蛍光体ホイール８１３の冷却性能がより一層向上する。

［他の実施の形態］
以上、本開示の一実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施の形態では、蛍光体ホイールは、円板状の基板と円板状部材との２個の部材、または円板状の基板と円板状の皿状部材との２個の部材からなる。しかし、蛍光体ホイールは、上記の各羽根部、各開口部、及び蛍光体層を有する単一の円板状の部材によっても構成できる。

（Ｂ）
上記実施の形態では、蛍光体ホイールに設けられた羽根部によって生じる空気流をケース部１１内において効率よく循環させるために、図５等に示すように、蛍光体ホイール１３の下部空間に、加圧ファン１５を設けた例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、ケース部内に加圧ファンを持たない蛍光体ホイール装置、光変換装置であってもよい。この場合には、蛍光体ホイールに設けられた羽根部によって生じる空気流によって、蛍光体層において発生した熱を含む空気を吸熱器において冷却すればよい。

ただし、吸熱器内を通過する空気流を効率よく循環させるためには、羽根部によって生じる風力だけでは弱い場合がある。このため、例えば、圧力損失が大きいフィン構造を有する吸熱器の場合には、上記実施の形態のように、羽根部によって生じる空気流と同じ方向に送風する加圧ファン１５を設けることがより好ましい。

（Ｃ）
上記実施の形態では、図５等に示すように、ケース部１１内における蛍光体ホイール１３の下部空間であって底部１１ｄの上面に、空気流を上昇させるための気流上昇ガイド１１ｅを設けた例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、気流上昇ガイドを持たない蛍光体ホイール装置、光変換装置であってもよい。この場合には、吸熱器を通過した空気流を軸方向に沿って上昇させるための力が、羽根部による風力だけに依存する構成となるため、十分に空気流を循環させることが困難になるおそれがある。このため、上記実施の形態のように、羽根部によって生じる空気流と同じ方向に送風する加圧ファン１５を設けてもよい。これにより、気流上昇ガイドを持たない構成であっても、ケース部１１内において空気流を十分に循環させることができる。

（Ｄ）
上記実施の形態では、図２等に示すように、蛍光体ホイールの蛍光体層１６において生じた熱を、空気を媒体として吸熱器２１において吸熱した後、吸熱器２１とヒートパイプ２４を介して熱的に接続された排熱器２２から外部へ排出する例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、蛍光体ホイール装置および光変換装置を内包するケース部の外面に、外壁フィンを設けて、蛍光体ホイールの蛍光体層において生じる熱を、外壁フィンを介して放熱してもよい。この構成では、排熱器における排熱機能に加えて、ケース部の外壁フィンからの放熱機能も備えることができるため、さらに効率よく、蛍光体層の部分で生じる熱を外部へと排出することができる。

（Ｅ）
上記実施の形態では、蛍光体ホイールの蛍光体層１６において生じた熱を、ヒートパイプ２４を介して熱的に接続された吸熱器２１と排熱器２２とによって外部へ排出する例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、吸熱器と排熱器とが直接接続されており、ヒートパイプを持たない構成の光変換装置であってもよい。この場合でも、吸熱器と排熱器とが、ケース部の隔壁を貫いて熱的に接続されているため、蛍光体ホイールの蛍光体層において生じた熱を、羽根部によってケース部内を循環させながら吸熱器および排熱器において外部へ排出することができる。

（Ｆ）
上記実施の形態では、３つのＤＭＤ７を含む３チップＤＬＰ方式のプロジェクタ１００に、本開示の蛍光体ホイール、および光変換装置を搭載した例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、１つのＤＭＤとカラーホイールとを組み合わせた１チップＤＬＰ方式のプロジェクタに、本開示の蛍光体ホイールおよび光変換装置を搭載してもよい。

（Ｇ）
上記実施の形態では、ＤＬＰ方式のプロジェクタ１００に、本開示の蛍光体ホイールおよび光変換装置を搭載した例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）を用いた液晶方式のプロジェクタに、本開示の蛍光体ホイール、光変換装置を搭載してもよい。

（Ｈ）
上記実施の形態では、本開示に係る投射型表示装置として、プロジェクタ１００を例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、プロジェクタ以外にも、リアプロジェクションテレビ等、他の投射型表示装置に対して本開示の構成を適用してもよい。

本開示の蛍光体ホイールは、従来よりも冷却効果を向上させることができるという効果を奏することから、高輝度化によって蛍光体に生じる熱が増大した蛍光体ホイールを搭載した蛍光体ホイール装置、光変換装置、投射型表示装置に広く利用可能である。

２ａ，２ｂ 青色ＬＤ（光源）
３ａ 分離ミラー（光学部品）
３ｂ，３ｃ ミラー（光学部品）
３ｄ ダイクロイックミラー（光学部品）
３ｅ，３ｆ，３ｇ ミラー（光学部品）
４ａ〜４ｈ レンズ（光学部品）
５ ロッドインテグレータ（光学部品）
６ａ ＴＩＲ（全反射）プリズム（光学部品）
６ｂ カラープリズム（光学部品）
７ ＤＭＤ（表示素子）
８ 投射レンズ
１０ 蛍光体ホイール装置
１１ ケース部
１１ａ 蓋部
１１ａａ 開口部
１１ｂ 外筒部
１１ｃ 内筒部
１１ｄ 底部
１１ｅ 気流上昇ガイド
１１ｇ 連通部
１１ｈ 連通部
１３，２１３，３１３，４１３，５１３，６１３，７１３，８１３ 蛍光体ホイール
１３ａ，２１３ａ，４１３ａ，８１３ａ 基板
１３ｃ，４１３ｃ，５１３ｃ 開口部
１３ｃａ，４１３ｃａ 開口部
１３ｄ 開口部
１３ｄａ 開口部
１３ｈ 中心孔
１４ モータ
１５ 加圧ファン
１６ 蛍光体層
２０ 光変換装置
２１ 吸熱器
２１ａ フィン
２１ｂ 壁部
２２ 排熱器
２２ａ フィン
２３ 光学レンズ
２３ａ 光学レンズ保持部品
２４ ヒートパイプ
３３，３３３，４３３，５３３ 円板状部材
３３ａ，４３３ａ 羽根部
３３ｂ、４３３ｂ 羽根部
３３ｃｂ，４３３ｃｂ，５３３ｃｂ 開口部
３３ｄｂ 開口部
３３ｆ，３３３ｆ，４３３ｆ，８３３ｆ 羽根部
３３ｈ 中心孔
３３ｓ 傾斜部
３３ｘ 羽根部
３３ｙ 開口部
１００ プロジェクタ
８３３ 皿状部材
８３３ｄ 外周部

Claims (13)

1. 蛍光体層を有する第１の面と、
   前記第１の面とは反対側の第２の面と、
   前記第１の面と前記第２の面とのいずれか一方から突出するように設けられた第１の羽根部と、
   前記第１の面から前記第２の面へ空気を送るための流路部と、を備え、
   前記第１の羽根部は、当該蛍光体ホイールの回転時に、前記第１の面側の空気を前記流路部を通して前記第２の面側に送風するように設けられている、
   蛍光体ホイール。
2. 前記流路部は、前記第１の面と前記第２の面との間を貫くように設けられた第１の開口部である、
   請求項１に記載の蛍光体ホイール。
3. 前記第１の面と前記第２の面との間を貫くように設けられた第２の開口部と、
   前記第１の面と前記第２の面とのいずれか一方から突出するように設けられた第２の羽根部と、をさらに備え、
   前記第２の羽根部は、当該蛍光体ホイールの回転時に、前記第２の面側の空気を前記第２の開口部を通して前記第１の面側に送風するように設けられている、
   請求項２に記載の蛍光体ホイール。
4. 前記第１の面と前記第２の面との間を貫くように設けられた第２の開口部をさらに備え、
   前記第１の羽根部は、当該蛍光体ホイールの回転時に、前記第２の面側の空気を前記第２の開口部を通して前記第１の面側に取り込み、取り込んだ空気を前記第１の開口部を通して前記第２の面側に送風するように設けられている、
   請求項２に記載の蛍光体ホイール。
5. 前記蛍光体層は、当該蛍光体ホイールの回転軸を中心とする円環状の形状を有し、
   前記第１の開口部と前記第２の開口部とは、当該蛍光体ホイールの半径方向において前記蛍光体層を挟むように、配置されている、
   請求項３または４に記載の蛍光体ホイール。
6. 前記第１の開口部は前記蛍光体層の外周側に配置され、
   前記第２の開口部は前記蛍光体層の内周側に配置される、
   請求項５に記載の蛍光体ホイール。
7. 前記流路部は、前記第２の面側に傾斜した前記第１の面の外周部であり、
   前記第１の羽根部は、前記第１の面から突出するように設けられている、
   請求項１に記載の蛍光体ホイール。
8. 前記第１の面と前記第２の面との間を貫くように設けられた第２の開口部と、
   前記第１の面と前記第２の面とのいずれか一方側に突出するように設けられた第２の羽根部と、をさらに備え、
   前記第２の羽根部は、当該蛍光体ホイールの回転時に、前記第２の面側の空気を前記第２の開口部を通して前記第１の面側に送風するように設けられている、
   請求項７に記載の蛍光体ホイール。
9. 前記第１の羽根部は前記蛍光体層の外周側で前記第１の面の外周部に配置され、
   前記第２の開口部は前記蛍光体層の内周側に配置される、
   請求項８に記載の蛍光体ホイール。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の蛍光体ホイールと、
    前記蛍光体ホイールを回転駆動させるモータと、
    前記蛍光体ホイールおよび前記モータを収納するとともに、前記第１の羽根部によって形成された空気流の循環経路が内部に形成されるケース部と、
    を備えた蛍光体ホイール装置。
11. 請求項１０に記載の蛍光体ホイール装置と、
    前記蛍光体ホイールの前記蛍光体層の付近に生じた熱を吸収する吸熱器と、
    前記吸熱器と熱的に接続されており、前記空気流の熱を前記ケース部の外へ排熱する排熱器と、
    前記ケース部に形成された開口部分に取り付けられており、前記蛍光体層の蛍光体を励起させる励起光を通過させるとともに、前記蛍光体層の蛍光体から発せられた光を集光する光学レンズと、
    を備えている光変換装置。
12. 前記第１の羽根部は、前記光学レンズに対向する位置に近接配置されている、
    請求項１１に記載の光変換装置。
13. 請求項１１または１２に記載の光変換装置と、
    前記蛍光体層の蛍光体を励起させる励起光を照射する光源と、
    前記光源から照射された光を用いて投射画像を形成する表示素子と、
    前記光源、前記光変換装置、および前記表示素子を光学的に接続する光学部品と、
    を備えた投射型表示装置。

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