JP2020020912A - 波長変換ホイール装置、照明装置、及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長変換器で発生する熱を効果的に放熱する。【解決手段】基材１９２は、回転軸Ｊの周りに回転可能である。波長変換器１９１は、基材１９２において回転軸Ｊから所定半径を有する円周上に形成され、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。複数の開口１９６は、基材１９２において、回転軸の周りの放射方向に関して波長変換器１９１の外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。複数の突起１９７は、基材１９２において、回転軸の周りの放射方向に関して波長変換器１９１の外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成され、回転軸Ｊの周りの放射方向に関して所定の長さを有する。【選択図】図１

Description

本開示は、例えば照明装置又は投写型映像表示装置に使用される波長変換ホイール装置に関する。本開示はまた、そのような波長変換ホイール装置を備えた照明装置又は投写型映像表示装置に関する。

従来の投写型映像表示装置には、励起光を蛍光体にあてることにより発生する蛍光を利用したタイプのものがある。このタイプの投写型映像表示装置では、励起光を蛍光体に照射することにより蛍光体が発熱して劣化するおそれがあるので、蛍光体を冷却することが求められる。

特許文献１は、蛍光体を形成した基板において、開口部及びフィンをさらに形成した蛍光体ホイール装置を開示する。この蛍光体ホイール装置の基板は、リング状に形成された蛍光体よりも基板の中心寄りに開口部及びフィンを備えている。これにより、蛍光体ホイール装置が回転するときに基板から効果的に放熱する。

国際公開第２０１７／１５４０４８号

蛍光体などの波長変換器を備えた波長変換ホイール装置の放熱効率は、開口及び突起（フィン）の配置に依存して変化する。従って、波長変換ホイール装置から効果的に放熱することができる開口及び突起の新規な配置が求められる。

本開示の目的は、波長変換器で発生する熱を効果的に放熱することができる波長変換ホイール装置を提供することにある。本開示の目的は、さらに、そのような波長変換ホイール装置を備えた照明装置又は投写型映像表示装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る波長変換ホイール装置は、基材、波長変換器、複数の第１の開口、及び複数の第１の突起を備える。基材は、回転軸の周りに回転可能である。波長変換器は、基材において回転軸から所定半径を有する円周上に形成され、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。複数の第１の開口は、基材において、回転軸の周りの放射方向に関して波長変換器の外側に、かつ、回転軸の周りの角度方向に関して周期的に形成される。複数の第１の突起は、基材において、回転軸の周りの放射方向に関して波長変換器の外側に、かつ、回転軸の周りの角度方向に関して周期的に形成され、回転軸の周りの放射方向に関して所定の長さを有する。

本開示の一態様に係る波長変換ホイール装置は、波長変換器で発生する熱を効果的に放熱することができる。

実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０を備えた照明装置１００の構成を示す模式図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の前面１９２ａを示す図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の後面１９２ｂを示す図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の模式断面図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の突起１９７の周囲における風の流れを示す模式図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の基材１９２の周囲の温度分布を示す図であって、開口１９６を通らない位置における模式断面図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の基材１９２の周囲の温度分布を示す図であって、開口１９６を通る位置における模式断面図である。 図１の波長変換ホイール装置１９０の開口１９６及び突起１９７の配置を説明するための模式図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ａの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｂの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｃの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｄの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｅの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｆの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｇの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｈの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｉの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｊの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｋの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｌの後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｍの模式断面図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｎの模式断面図である。 実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｏの模式断面図である。 実施の形態２に係る波長変換ホイール装置２９０を備えた照明装置２００の構成を示す模式図である。 図９の波長変換ホイール装置２９０の前面１９２ａを示す図である。 図９の波長変換ホイール装置２９０の後面１９２ｂを示す図である。 実施の形態３に係る波長変換ホイール装置３９０を備えた照明装置３００の構成を示す模式図である。 図１１の波長変換ホイール装置３９０の波長変換ホイール３１０の前面１９２ａを示す図である。 図１１の波長変換ホイール装置３９０の波長変換ホイール３１０の後面１９２ｂを示す図である。 図１１の波長変換ホイール装置３９０のフィン部材３２０の構成を示す斜視図である。 図１１の波長変換ホイール装置３９０の後面１９２ｂを示す図である。 図１１の波長変換ホイール装置３９０の分解斜視図である。 図１１の波長変換ホイール装置３９０の模式断面図である。 実施の形態４に係る波長変換ホイール装置３９０を備えた照明装置３００を搭載した投写型映像表示装置を示す模式図である。

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。但し、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及び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、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
以下、図１〜図８Ｃを参照して、実施の形態１に係る波長変換ホイール装置を備えた照明装置を説明する。本実施の形態では、波長変換器の材料として、青色光の波長から黄色光の波長へ変換する蛍光体を用いている。

［１−１．構成］
［１−１−１．照明装置の構成］
図１は、実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０を備えた照明装置１００の構成を示す模式図である。照明装置１００は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅ、コリメートレンズ１０２ａ〜１０２ｅ、レンズ１３，１４，１７，１８，２０，２２，２３、拡散板１５，２１、ダイクロイックミラー１６、波長変換ホイール装置１９０、モータ１９４、及びロッドインテグレータ２４を備える。

図１の照明装置１００において、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃは、波長変換ホイール装置１９０の蛍光体（後述）を励起させて黄色光を発生するための励起光の光源素子として使用される。青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃは、青色のレーザ光を−Ｙ方向に出射する。出射された青色光は、コリメートレンズ１０２ａ〜１０２ｃでコリメートされる。コリメートされた青色光は、レンズ１３及び１４により構成されるアフォーカル光学系によって収束され、拡散板１５に入射する。拡散板１５に入射された青色光は、拡散板１５により拡散され、ダイクロイックミラー１６に入射する。ダイクロイックミラー１６は、青色光を透過し、それ以外の可視光を反射する。

ダイクロイックミラー１６は、光軸に対して４５度傾斜して配置されている。ダイクロイックミラー１６は、拡散板１５から入射する青色光を透過する。この青色光は、レンズ１７及び１８を透過して、波長変換ホイール装置１９０に入射する。

コリメートレンズ１０２ａ〜１０２ｃ、レンズ１３及び１４、拡散板１５、ダイクロイックミラー１６、及びレンズ１７及び１８は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃによって発生された光を波長変換器１９１に導く導光光学系である。

波長変換ホイール装置１９０は、波長変換器１９１、基材１９２、及び反射膜１９３を備える。基材１９２は例えば円盤（ディスク）形状を有する。波長変換器１９１は、波長変換ホイール装置１９０の基材１９２の前面において環状に形成されている。反射膜１９３は、波長変換器１９１と基材１９２の間に形成されている。波長変換ホイール装置１９０の基材１９２は、モータ１９４によって回転される。

波長変換ホイール装置１９０に入射した青色光は、波長変換器１９１を照射する。基材１９２の回転にともなって、基材１９２に設けられた波長変換器１９１も回転する。波長変換器１９１が回転することにより、波長変換器１９１の上に青色光が入射する位置が時間とともに変化する。これにより、波長変換器１９１が青色光により加熱される面積を拡大できる。これにより、照射される青色光のエネルギーが高い場合でも、波長変換器１９１の温度上昇を抑制できる。

波長変換器１９１は、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。波長変換器１９１は、照射された青色光（励起光）により励起されて、黄色の蛍光を発生する蛍光体により構成される。波長変換器１９１が発した黄色光の大部分は、＋Ｙ方向に出射される。いったん−Ｙ方向に出射された黄色光も、基材１９２の上に形成された反射膜１９３で反射されて、＋Ｙ方向に戻される。この後、黄色光は、レンズ１８及び１７を透過してダイクロイックミラー１６に入射する。ダイクロイックミラー１６は青色光以外の可視光を反射するので、入射した黄色光は、ダイクロイックミラー１６により反射されて＋Ｘ方向に進む。黄色光は、レンズ２３に入射し、レンズ２３の出射面側に配置された矩形開口を持つロッドインテグレータ２４の入射面に集光される。

このように、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃから出射された青色光は、波長変換器１９１を励起して黄色光を発生する。

一方、青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅは、照明装置１００の出力光のうち、波長を変換することなく出力される青色光の成分のための光源素子として使用される。青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅから＋Ｘ方向に出射された青色光は、コリメートレンズ１０２ｄ及び１０２ｅでコリメートされる。コリメートされた青色光は、レンズ２０によって拡散板２１に集光される。拡散板２１によって拡散された青色光はレンズ２２でほぼ平行光となる。レンズ２２を透過した青色光は、ダイクロイックミラー１６に入射して＋Ｘ方向に透過し、レンズ２３に入射する。

青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅからの青色光は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃ及び波長変換ホイール装置１９０によって発生した黄色光と合成されて、白色光となる。このように、照明装置１００は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅの青色光から白色光を得る。この白色光は、レンズ２３の出射面側に配置された矩形開口を持つロッドインテグレータ２４の入射面に集光される。

この構成においては、ロッドインテグレータ２４の出射面から照明装置１００の出力光が得られる。さらに、必要に応じてロッドインテグレータ２４の出射面の側に追加の光学系を設け、出射光をその光学系に入射させてもよい。なお、レンズ２３及びロッドインテグレータ２４に代えて、矩形形状のレンズからなるレンズアレイを用いて構成してもよい。

［１−１−２．波長変換ホイール装置の構成］
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、波長変換ホイール装置１９０の詳細構成について説明する。図２Ａは、図１の波長変換ホイール装置１９０の前面１９２ａを示す図である。図２Ｂは、図１の波長変換ホイール装置１９０の後面１９２ｂを示す図である。本明細書では、波長変換ホイール装置１９０の基材１９２において、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃからの青色光が入射する側の面を「前面１９２ａ」といい、その対面となる面を「後面１９２ｂ」という。また、本明細書では、図２Ｂ他に示すように、「ｒ」は、基材１９２の仮想的な回転軸Ｊを中心とした円の放射方向（径方向）を示し、「θ」は、回転軸Ｊを中心とした円の角度方向（周方向）を示す。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基材１９２は、回転軸Ｊを中心として回転可能であるように形成される。基材１９２は、例えば、直径１１ｃｍ及び厚さ１ｍｍを有する円盤形状に形成されるが、この寸法に限定されない。基材１９２が円盤形状を有するので、２つの円形状の平面を有し、その一方を前面１９２ａ、対面となるもう一方を後面１９２ｂとする。また、基材１９２は、回転軸Ｊを中心とした、基材１９２と同心円の、円形の開口１９５を有する。また、開口１９５の周囲には、複数のネジ穴１９８が設けられている。基材１９２は、開口１９５及びネジ穴１９８を介して、基材１９２を回転するためのモータ１９４に取り付けられる。モータ１９４の一部が、後面１９２ｂ側から基材１９２の開口１９５に嵌合し、ネジ穴１９８においてネジ止めされる。モータ１９４により、基材１９２は回転軸Ｊを中心に回転する。

図２Ａに示すように、波長変換器１９１は、基材１９２の前面１９２ａにおいて環状に形成されている。具体的には、波長変換器１９１は、波長変換ホイール装置１９０の回転軸Ｊから放射方向ｒへ所定の距離を隔てた円周上において、この円周の内外に所定の幅をもって角度方向θに沿って環状に形成されている。波長変換器１９１は、蛍光体粉末を熱硬化性樹脂と混合し、それを基材１９２へスクリーン印刷によって塗布し、その後、加熱炉で加熱硬化させることによって形成することができる。本実施の形態では、青色光により励起されて黄色光を発光する蛍光体粉末を用いて波長変換器１９１を形成する。

なお、波長変換器１９１は、蛍光体粉末を熱硬化性樹脂と混合して基材１９２上に固定して形成するとしたが、この形成方法に限定されない。例えば、基材１９２の上に無機材料で波長変換器１９１を形成してもよい。また、有機接着剤を用いて無機材料を基材１９２に接着しても、同様の効果を期待できる。

投写型映像表示装置の照明装置のように、高い輝度の照明光を求められるシステムにおいては、蛍光体を励起するために大きなエネルギーを有する励起光が用いられる。蛍光体は、励起光を吸収して蛍光を発光するとき、励起光のエネルギーの約半分が波長変換に使われるが、残りのエネルギーは熱となる。そのため、強い励起光が照射される蛍光体は、非常に高温となる。一方で、蛍光体の温度が高いと、蛍光体の劣化が速まり、波長変換ホイール装置としての信頼性が低下する。そのため、蛍光体から効果的に放熱することが求められる。そこで、波長変換ホイール装置１９０の基材１９２には、高い熱伝導率を有する材料を用いることが多い。実施の形態１の波長変換ホイール装置１９０では、基材１９２の材料として、アルミニウム材を使用するが、基材１９２の材料はこれに限定されない。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基材１９２には、複数の開口１９６及び複数の突起１９７が設けられている。各開口１９６は、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。各開口１９６は基材１９２を貫通する。各突起１９７もまた、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。各突起１９７は各開口１９６の近傍に形成される。本実施の形態では、各突起１９７は、基材１９２において、波長変換器１９１が形成された面とは異なる面、すなわち後面１９２ｂに形成される。各突起１９７は、例えば、基材１９２と同一の材料からなる。各突起１９７は、例えば、プレス加工などを用いて基材１９２と一体的に形成される。また、各突起１９７は、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して所定の長さを有する。各突起１９７は、放射方向ｒに関して回転軸Ｊから波長変換器１９１の外側へ向かって風を発生させることができるように、放射状に形成される。ここで、「放射状」とは、例えば、各突起１９７が放射方向ｒに沿って形成される場合を含み、さらに、各突起１９７が放射方向ｒに対して斜めに形成される場合も含む。後者は、例えば、本実施の形態に示すように、ひとつの突起１９７の放射方向ｒの長さが角度方向θの長さよりも長くなる場合を含む。本実施の形態では、例えば、各開口１９６は直径４ｍｍの円形形状を有し、各突起１９７は、幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、及び高さ１ｍｍを有するが、各開口１９６及び各突起１９７の寸法は、これらに限定されない。

本明細書において、開口１９６を「第１の開口」ともいい、突起１９７を「第１の突起」ともいう。

［１−２．作用］
次に、図３〜図４を参照して、このような開口１９６及び突起１９７の配置によって得られる作用について説明する。図３は、図１の波長変換ホイール装置１９０の模式断面図である。図３は、図２ＡのＡ−Ａ’線における断面を示す。なお、図３では、モータ１９４も模式的に示す。図４は、図１の波長変換ホイール装置１９０の突起１９７の周囲における風の流れを示す模式図である。図４は、基材１９２の後面１９２ｂを示す。モータ１９４は、図２Ｂ、図３、及び図４に示すように、基材１９２の後面１９２ｂから見たときに時計回りの方向に、基材１９２を回転させる。本明細書では、基材１９２が回転する方向を、角度方向θに関して正方向とする。

図３に示すように、基材１９２の前面１９２ａには波長変換器１９１が形成され、基材１９２の後面１９２ｂには複数の放射状の突起１９７が形成される。モータ１９４によって基材１９２が回転すると、基材１９２の近傍では、基材１９２の中心から外周に向かって風Ｗが発生する。また、開口１９６及び突起１９７が形成されているので、前面１９２ａから開口１９６を介して後面１９２ｂへ向かう風Ｗａ、もしくは、後面１９２ｂから開口１９６を介して前面１９２ａに向かう風Ｗｂ、のどちらかが発生する。図４を参照して、これらの風Ｗａ又はＷｂの発生メカニズムについて説明する。

まず、図４を参照して、突起１９７の近傍の風の挙動を説明する。ここで、理解のしやすさのため、突起１９７が放射方向ｒに平行な側面を含む直方体の形状を有すると仮定する。ここで、放射方向ｒに平行な側面のうち、＋θ側を側面Ｌ１とし、−θ側を側面Ｌ２とし、放射方向ｒに垂直な側面のうち、＋ｒ側を側面Ｌ３とし、−θ側を側面Ｌ４とする。

上述のように、波長変換ホイール装置１９０の基材１９２が角度方向θに関して正方向に回転すると、基材１９２の近傍には、基材１９２の中心から外周に向かって風Ｗが自然発生する。この風Ｗは、遠心力により生じる放射方向ｒの成分（Ｗｒ）と、摩擦力及び粘性により生じる角度方向θに関して負方向の成分（Ｗθ）を含む。

突起１９７があると、側面Ｌ１に向かう風の成分Ｗθは、側面Ｌ１で遮られて向きを変え、側面Ｌ１に沿って流れる。従って、側面Ｌ１において風の成分Ｗｒが増加する［現象１］。一方、基材１９２の中心から側面Ｌ４に向かう風の成分Ｗｒは、側面Ｌ４で遮られて向きを変え、側面Ｌ１又は側面Ｌ２に沿って流れる。従って、側面Ｌ１及び側面Ｌ２において風の成分Ｗｒが増加する。この際、基材１９２が回転しているので、風の成分Ｗｒは、基材１９２の回転方向に関して前方の側面Ｌ１よりも後方の側面Ｌ２のほうに流れやすい［現象２］。風の成分Ｗｒの増加は、放射方向ｒの風速の増加を意味する。また、風の成分Ｗθが側面Ｌ１に衝突することで、側面Ｌ１の近傍（図４の領域Ｕ）において気圧が高くなる［現象３］。一方、側面Ｌ２の両端（側面Ｌ３及びＬ４と接する位置）では、風の流れが乱れて突起１９７から剥離し、側面Ｌ２の近傍（図４の領域Ｄ）において気圧が低くなる［現象４］。

すなわち、突起１９７の近傍では、側面Ｌ１での風速の増加［現象１］と気圧の増加［現象３］、側面Ｌ２での風速の増加［現象２］と気圧の低下［現象４］、という４つの現象が同時に起こる。また、気体は、風速（動圧）が増加すると気圧（静圧）が低下する性質があり、また、高圧の領域から低圧の領域へと流れる性質がある。開口１９６を形成すると、これら気体の性質と、上述した４つの現象とが組み合わさり、開口１９６における風の流れが決定される。

続いて、図３及び図４を参照して、風Ｗａの流れが起きるメカニズムについて説明する。上述のように、図４の側面Ｌ２の近傍では、風の剥離により気圧が低下し、それに加えて、現象２による風速の増加によっても気圧が低下している。従って、図４の領域Ｄにおいて基材１９２を貫通する開口１９６を設けると、図３に示すように、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって空気が流れ、風Ｗａが発生する。本実施の形態では、開口１９６は、側面Ｌ２の近傍に形成されているので、風Ｗａが生じやすくなる。

次に、図３及び図４を参照して、風Ｗｂの流れが起きるメカニズムについて説明する。上述のように、図４の側面Ｌ１の近傍では、現象１による風速の増加により気圧が低下するが、その一方、風の成分Ｗθが衝突することにより気圧が上昇し、これらがバランスしている。この際、図４の領域Ｕにおいて、気圧の上昇（現象３）の影響が風速の上昇（現象２）の影響を上回っている位置に基材１９２を貫通する開口１９６を設けると、図３に示すように、後面１９２ｂから開口１９６を通って前面１９２ａへ空気が流れ、風Ｗｂが発生する。一方、図４の領域Ｕにおいて、風速の上昇（現象２）の影響が気圧の上昇（現象３）の影響を上回っている位置に開口１９６を設けると、風Ｗａが発生する。

風Ｗａもしくは風Ｗｂのどちらが発生するかは、各開口１９６及び各突起１９７の形状に依存して変化し、また、各開口１９６及び各突起１９７の位置関係に依存して変化する。また、風Ｗａもしくは風Ｗｂのどちらが発生するかは、さらに、基材１９２の厚さ及び大きさ、回転速度の条件、及び、波長変換ホイール装置を設置する空間の形状にも依存して変化する。

図４では、突起１９７が放射方向ｒに沿って形成される場合を示したが、図２Ｂ及び図７Ｂなどに示すように、突起１９７が放射方向ｒに対して斜めに形成される場合もまた、突起１９７の近傍において、上述の現象１〜４が同様に発生する。突起１９７を放射方向ｒに対して傾けて形成することで、風Ｗを遮る側面の範囲を大きくし、突起１９７の近傍における風速の増加及び風の剥離が促進される。

［１−３．効果］
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、開口１９６及び突起１９７の作用による冷却効果について説明する。図５Ａは、図１の波長変換ホイール装置１９０の基材１９２の周囲の温度分布を示す図であって、開口１９６を通らない位置における模式断面図である。図５Ｂは、図１の波長変換ホイール装置１９０の基材１９２の周囲の温度分布を示す図であって、開口１９６を通る位置における模式断面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、波長変換器１９１の周囲における放射方向ｒに沿った切断面を拡大して示している。なお、図５Ａ及び図５Ｂでは、突起１９７は省略している。また、図５Ａ及び図５Ｂにおける温度値は、理解のしやすさために記載した例示であり、この値に限定されない。

図５Ａに示すように、基材１９２において開口１９６から遠隔した位置では、波長変換器１９１の発熱によって高温となった基材１９２と、環境温度（２５°Ｃ）の空気との間で、温度境界層が発達する。風Ｗの流れは、前面１９２ａ又は後面１９２ｂと平行な方向に限られるので、基材１９２の中心から外周に向かって進むにつれて温度境界層の厚さは発達し、基材１９２及び波長変換器１９１は１２０°Ｃ以上の空気層に囲まれる。

開口を持たない基材においても、図５Ａのものと実質的に同様の温度分布が生じる。

一方、図５Ｂに示すように、開口１９６がある場合、開口１９６を通過する風Ｗａもしくは風Ｗｂが発生する。これにより、開口１９６の近傍では、環境温度（２５°Ｃ）の空気と基材１９２との間の温度境界層が薄くなる。従って、ここでは、基材１９２及び波長変換器１９１は、環境温度の空気（又は、少なくとも１２０°Ｃより低温の空気）に接近する。温度境界層が薄くなると、対流熱伝達率が上がり、基材１９２の放熱効果が増す。これにより、基材１９２及び波長変換器１９１が放熱しやすくなる。なお、図５Ａ及び図５Ｂに示す温度境界層では、理解のしやすさを優先して、波長変換器１９１の温度が基材１９２よりも高温になるという事実は考慮せず、簡単化された形状で示す。

上述したように、開口１９６を通過する風Ｗａもしくは風Ｗｂにより、基材１９２の前面又は後面に垂直な方向において温度境界層が薄くなることで基材１９２の放熱効果が増す。また、波長変換器１９１の温度を低減させるには、前面１９２ａ側の温度境界層を薄くすることが効果的である。従って、波長変換器１９１の上を通過した後で開口１９６に流入する風Ｗａが多いほど、波長変換器１９１の温度を低減する効果は増す。

以下、図６を参照して、風Ｗａが発生しやすい開口１９６及び突起１９７の配置について説明する。

図６は、図１の波長変換ホイール装置１９０の開口１９６及び突起１９７の配置を説明するための模式図である。図６は、基材１９２の後面１９２ｂの一部を拡大して示す。なお、図６では、突起１９７と波長変換器１９１との位置関係がわかるように、前面１９２ａに形成される波長変換器１９１を点線で示す。

前述のように、複数の開口１９６（１９６−１，１９６−２，…）及び複数の突起１９７（１９７−１，１９７−２，…）は、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。ここで、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して単位周期だけ離れて互いに隣接する一対の突起１９７−１及び１９７−２を考える。基材１９２が角度方向θに関して正方向に回転するとき、突起１９７−１は基材１９２の回転方向に関して前方に形成され、突起１９７−２は基材１９２の回転方向に関して後方に形成される。このとき、開口１９６−１は、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７−２よりも、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７−１に近接して形成される。他の開口１９６及び他の突起１９７についても、開口１９６−１、突起１９７−１及び１９７−２と同様に配置される。言い換えると、各開口１９６は図４の領域Ｄに配置される。

各開口１９６と各突起１９７との距離は、例えば、基材１９２の後面１９２ｂにおける各開口１９６の輪郭と各突起１９７の輪郭との最短距離によって定義されてもよい。図６の例では、開口１９６−１の輪郭と突起１９７−１の輪郭とは最短距離ｄ１を有して互いに離隔し、開口１９６−１の輪郭と突起１９７−２の輪郭とは最短距離ｄ２を有して互いに離隔し、ｄ１＜ｄ２が成り立つ。

それに代わって、各開口１９６と各突起１９７との距離は、基材１９２の後面１９２ｂにおいて、各開口１９６の輪郭が形成する図形の幾何学的重心と、各突起１９７の輪郭が形成する図形の幾何学的重心との距離によって定義されてもよい。

それに代わって、各開口１９６と各突起１９７との距離は、各開口１９６の輪郭が形成する図形における任意の点（例えば幾何学的重心）と回転軸Ｊとを結ぶ直線と、各突起１９７の輪郭が形成する図形における任意の点（例えば幾何学的重心）と回転軸Ｊとを結ぶ直線とが、回転軸Ｊのまわりに形成する角度の差によって定義されてもよい。

このように開口１９６及び突起１９７を配置することにより、図３及び図４を参照して説明したように、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａが発生しやすくなる。

各開口１９６は、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７よりも、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７に近接して形成されてもよい。これは、各開口１９６が図４の領域Ｕに配置される場合に対応する。図３及び図４を参照して説明したように、領域Ｕでは、風Ｗａが発生する条件（現象１）と風Ｗｂが発生する条件（現象３）とが混在する。従って、このように開口１９６及び突起１９７を配置する場合であっても、基材１９２の厚さ及び大きさ、各開口１９６の形状、各突起１９７の形状、回転速度の条件、及び、波長変換ホイール装置を設置する空間の形状を調整することにより、現象１の発生を促進させ、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを発生しやすくすることができる。

各開口１９６は、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７と、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７とのほぼ中間の位置に形成されてもよい。基材１９２の厚さ及び大きさ、各開口１９６の形状、各突起１９７の形状、回転速度の条件、及び、波長変換ホイール装置を設置する空間の形状を調整することにより、各突起間の風速を上昇させることができるので（現象１及び現象２）、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを発生しやすくすることができる。

本実施の形態に係る波長変換ホイール装置１９０によれば、上述のように開口１９６及び突起１９７を配置することにより、波長変換器１９１で発生する熱を効果的に放熱することができる。

［１−４．変形例］
以下、図７Ａ〜図８Ｃを参照して、上述した開口１９６及び突起１９７の形状の変形例について述べる。これらの変形例では、風Ｗａの発生を促すように各開口１９６及び各突起１９７を形成する。風Ｗａの発生には、図４を参照して説明した、現象１、現象２、及び現象４が関連する。各突起１９７は、上述の現象１、現象２、及び現象４のいずれかの発生を促す。各開口１９６は、現象１、現象２、及び現象４の発生するいずれかの領域に形成される。

図７Ａは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ａの後面１９２ｂを示す図である。図７Ａの波長変換ホイール装置１９０Ａは、図２Ｂの突起１９７に代えて、放射方向ｒに沿って形成された突起１９７Ａを備える。図７Ａの突起１９７Ａもまた、図２Ｂの突起１９７と同様に、現象１、現象２、及び現象４を発生させることができる。

図７Ｂは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｂの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｂの波長変換ホイール装置１９０Ｂは、図２Ｂの突起１９７に代えて、放射方向ｒに対して図２Ｂの突起１９７及び図７Ａの突起１９７Ａとは異なる角度を有する突起１９７Ｂを備える。図７Ｂの突起１９７Ｂもまた、図２Ｂの突起１９７及び図７Ａの突起１９７Ａと同様に、現象１、現象２、及び現象４を発生させることができる。

図２Ｂの突起１９７、図７Ａの突起１９７Ａ、及び図７Ｂの突起１９７Ｂの配置に限らず、現象１、現象２、及び現象４を発生させることができるのであれば、突起を任意に配置することができる。

図７Ｃは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｃの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｃの波長変換ホイール装置１９０Ｃは、図２Ｂの開口１９６に代えて、図２Ｂの開口１９６とは異なる形状を有する開口１９６Ｃを備える。図７Ｃの開口１９６Ｃもまた、図２Ｂの開口１９６と同様に、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを発生させることができる。

図７Ｄは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｄの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｄの波長変換ホイール装置１９０Ｄは、図２Ｂの開口１９６に代えて、図２Ｂの開口１９６及び図７Ｃの開口１９６Ｃとは異なる位置及びサイズを有する開口１９６Ｄを備える。各開口は、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１よりも外側であれば、現象１、現象２、及び現象４が発生する任意の位置に形成されてもよい。図７Ｄの開口１９６Ｄもまた、図２Ｂの開口１９６及び図７Ｃの開口１９６Ｃと同様に、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを発生させることができる。

図２Ｂの開口１９６、図７Ｃの開口１９６Ｃ、及び図７Ｄの開口１９６Ｄの形状、位置、及びサイズに限らず、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを発生させることができるのであれば、任意の形状、任意の位置、及び任意のサイズを有する開口を形成することができる。

図７Ｅは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｅの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｅの波長変換ホイール装置１９０Ｅは、図２Ｂの開口１９６に代えて、形状、サイズ、回転軸Ｊからの距離、各突起１９７からの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の開口１９６Ｅａ，１９６Ｅｂを備える。各開口１９６Ｅａは、各開口１９６Ｅｂよりも大きなサイズを有する。また、各開口１９６Ｅａは、各開口１９６Ｅｂよりも、回転軸Ｊから遠隔して形成される。サイズ及び位置が異なる開口１９６Ｅａ，１９６Ｅｂを組み合わせることにより、前面１９２ａから開口１９６Ｅａ，１９６Ｅｂを通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを増加させ、所望の放熱効果を達成することができる。

図７Ｆは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｆの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｆの波長変換ホイール装置１９０Ｆは、図２Ｂの開口１９６に代えて、形状、サイズ、回転軸Ｊからの距離、各突起１９７からの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の開口１９６Ｆａ，１９６Ｆｂを備える。各開口１９６Ｆａは、各開口１９６Ｆｂよりも大きなサイズを有する。また、各開口１９６Ｆａは、各開口１９６Ｆｂよりも、回転軸Ｊから遠隔して形成される。また、各開口１９６Ｆａは、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７よりも、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７に近接して形成される。一方、各開口１９６Ｆｂは、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７よりも、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７に近接して形成される。各開口１９６Ｆａを設けることによって、図３及び図４を参照して説明したように、前面１９２ａから開口１９６を通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａが発生しやすくなる。一方、各開口１９６Ｆｂを設けることによって、図４を参照して説明した現象１の影響が大きい位置に形成されているので、風Ｗａが発生しやすくなる。サイズ及び位置が異なる開口１９６Ｆａ，１９６Ｆｂを組み合わせることにより、基材１９２において風Ｗａを増加させ、所望の放熱効果を達成することができる。

図７Ｇは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｇの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｇの波長変換ホイール装置１９０Ｇは、図２Ｂの直方体の突起１９７に代えて、基材１９２の後面１９２ｂにおいて湾曲した輪郭形状を有する突起１９７Ｇを備える。各突起１９７Ｇは、基材１９２の後面１９２ｂにおいて回転軸Ｊから外周に向かって進むにつれて角度方向θに関して正方向に湾曲するように形成される。このような突起１９７Ｇを備えた波長変換ホイール装置１９０Ｇにおいて、基材１９２の回転方向に関して突起１９７Ｇの後方に開口１９６を形成すると、基材１９２の回転方向に関係なく、基材１９２の前面１９２ａから後面１９２ｂへの風Ｗａが流れやすくなる。基材１９２が角度方向θに関して正方向に回転するとき、基材１９２の回転方向に関して突起１９７Ｇの後方において風の剥離が起きやすくなり、これにより、突起１９７Ｇの後方で圧力が下がり（現象４）、風Ｗａが流れやすくなる。一方、基材１９２が角度方向θに関して負方向（すなわち本変形例とは逆方向）に回転するとき、基材１９２の回転方向に関して突起１９７Ｇの前方に風が衝突して突起１９７Ｇに沿って風が流れ、突起１９７Ｇの前方の風速が増し（現象１）、これにより、風Ｗａが流れやすくなる。

図７Ｈは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｈの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｈの波長変換ホイール装置１９０Ｈは、図２Ｂの突起１９７に代えて、基材１９２において放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側の領域から内側の領域まで延在する突起１９７Ｈを備える。図７Ｈでは、前面１９２ａに形成される波長変換器１９１を点線で示す。各突起１９７Ｈは、例えば、幅１ｍｍ、長さ２５ｍｍ、及び高さ１ｍｍを有するが、各突起１９７の寸法は、これに限定されない。図２Ｂの突起１９７は、放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側のみに延在するように形成された。一方、図７Ｈの突起１９７Ｈは、放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側の領域から内側の領域まで延在することにより、突起１９７Ｈの側面（図４の説明を参照）に沿って風を方向変換させる領域が広くなり、突起１９７Ｈの側面における風速を増加させやすくなる。風速を増加させることにより、前面１９２ａから後面１９２ｂへの空気の流れも多くなり、基材１９２の放熱効果が向上する。また、突起１９７Ｈの長さを伸長させることで、基材１９２の表面積が増加するので、これによる放熱効果の増加も期待できる。従って、図７Ｈの突起１９７Ｈによれば、波長変換器１９１によって発生した熱を、図２Ｂの突起１９７の場合よりも効果的に放熱することができる。

図７Ｉは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｉの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｉの波長変換ホイール装置１９０Ｉは、図７Ｈの開口１９６に代えて、開口１９６Ｉ（１９６Ｉ−１，１９６Ｉ−２，…）を備える。また、図７Ｉの波長変換ホイール装置１９０Ｉは、図７Ｈの突起１９７Ｈに代えて、形状、サイズ、回転軸Ｊからの距離、各開口１９６Ｉからの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の突起１９７Ｉａ，１９７Ｉｂ（１９７Ｉａ−１，１９７Ｉａ−２，…；１９７Ｉｂ−１，１９７Ｉｂ−２，…）を備える。各突起１９７Ｉｂは、各突起１９７Ｉａよりも、回転軸Ｊから遠隔して形成される。各突起１９７Ｉｂは、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側の領域から波長変換器１９１が形成された領域まで延在する。各突起１９７Ｉａは、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側の領域から内側の領域まで延在する。また、各開口１９６Ｉは、各突起１９７Ｉｂよりも各突起１９７Ｉａに近接して形成される。複数の突起１９７Ｉａは、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成され、複数の突起１９７Ｉｂもまた、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。ここで、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して単位周期だけ離れて互いに隣接する一対の突起１９７Ｉａ−１及び１９７Ｉａ−２を考える。基材１９２が角度方向θに関して正方向に回転するとき、突起１９７Ｉａ−１は基材１９２の回転方向に関して前方に形成され、突起１９７Ｉａ−２は基材１９２の回転方向に関して後方に形成される。このとき、開口１９６Ｉ−１は、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７Ｉａ−２よりも、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７Ｉａ−１に近接して形成される。２種類の突起１９７Ｉａ，１９７Ｉｂを組み合わせることにより、１種類のみの突起を用いる場合（例えば図７Ｈの場合）よりも突起間の風速を増加させることができ（現象１及び現象２）、前面１９２ａから開口１９６Ｉを通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを効果的に発生することができる。また、基材１９２の表面積が増加するので、これによる放熱効果の増加も期待できる。

図７Ｊは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｊの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｊの突起１９７Ｊａ，１９７Ｊｂ（１９７Ｊａ−１，１９７Ｊａ−２，…；１９７Ｊｂ−１，１９７Ｊｂ−２，…）は、図７Ｉの突起１９７Ｉａ，１９７Ｉｂと同様に形成される。各開口１９６Ｊ（１９６Ｊ−１，１９６Ｊ−２，…）は、各突起１９７Ｊａよりも各突起１９７Ｊｂに近接して形成される。ここで、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して単位周期だけ離れて互いに隣接する一対の突起１９７Ｊｂ−１及び１９７Ｊｂ−２を考える。基材１９２が角度方向θに関して正方向に回転するとき、突起１９７Ｊｂ−１は基材１９２の回転方向に関して前方に形成され、突起１９７Ｊｂ−２は基材１９２の回転方向に関して後方に形成される。このとき、開口１９６Ｊ−１は、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７Ｊｂ−２よりも、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７Ｊｂ−１に近接して形成される。２種類の突起１９７Ｊａ，１９７Ｊｂを組み合わせることにより、１種類のみの突起を用いる場合（例えば図７Ｈの場合）よりも突起間の風速を増加させることができ（現象１及び現象２）、前面１９２ａから開口１９６Ｊを通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを効果的に発生することができる。また、基材１９２の表面積が増加するので、これによる放熱効果の増加も期待できる。

図７Ｋは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｋの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｋの突起１９７Ｋａ，１９７Ｋｂ（１９７Ｋａ−１，１９７Ｋａ−２，…；１９７Ｋｂ−１，１９７Ｋｂ−２，…）は、図７Ｉの突起１９７Ｉａ，１９７Ｉｂと同様に形成される。各開口１９６Ｋ（１９６Ｋ−１，１９６Ｋ−２，…）は、突起１９７Ｋａ及び１９７Ｋｂに等距離の位置に形成される。２種類の突起１９７Ｋａ，１９７Ｋｂを組み合わせることにより、１種類のみの突起を用いる場合（例えば図７Ｈの場合）よりも突起間の風速を増加させることができ（現象１及び現象２）、前面１９２ａから開口１９６Ｋを通って後面１９２ｂへ向かって流れる風Ｗａを効果的に発生することができる。また、基材１９２の表面積が増加するので、これによる放熱効果の増加も期待できる。

図７Ｌは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｌの後面１９２ｂを示す図である。図７Ｌの波長変換ホイール装置１９０Ｌは、図７Ｉ〜７Ｋの直方体の突起１９７Ｉ〜１９７Ｋに代えて、基材１９２の後面１９２ｂにおいて湾曲した輪郭形状を有する突起１９７Ｌａ，１９７Ｌｂ（１９７Ｌａ−１，１９７Ｌａ−２，…；１９７Ｌｂ−１，１９７Ｌｂ−２，…）を備える。各突起１９７Ｌａ，１９７Ｌｂは、図７Ｇの場合と同様に、基材１９２の後面１９２ｂにおいて回転軸Ｊから外周に向かって進むにつれて角度方向θに関して正方向に湾曲するように形成される。このような突起１９７Ｌａ，１９７Ｌｂを備えた波長変換ホイール装置１９０Ｌにおいて、基材１９２の回転方向に関して突起１９７Ｌａ，１９７Ｌｂの後方に開口１９６Ｌ（１９６Ｌ−１，１９６Ｌ−２，…）を形成すると、図７Ｇの場合と同様に、回転方向に関係なく、基材１９２の前面１９２ａから後面１９２ｂへの風Ｗａが流れやすくなる。また、図７Ｉ〜図７Ｋの場合と同様に、２種類の突起を用いることで突起間の風速を増加させることができ（現象１及び現象２）、さらに、基材１９２の表面積が増加するので、放熱効果が増す。

図８Ａは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｍの模式断面図である。図８Ｂは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｎの模式断面図である。図８Ｃは、実施の形態１の変形例に係る波長変換ホイール装置１９０Ｏの模式断面図である。図８Ａ〜図８Ｃは、開口の側面の傾きに係る変形例を示す。各開口は、図３に示すように、基材１９２の前面１９２ａ及び後面１９２ｂに対して垂直な側面を有してもよく、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、垂直面に対して傾斜した側面を有してもよい。図８Ａの波長変換ホイール装置１９０Ｍは、後面１９２ｂから前面１９２ａに進むにつれて次第に広がるように傾斜した側面を有する開口１９６Ｍを備える。図８Ｂの波長変換ホイール装置１９０Ｎは、等幅で傾斜した側面を有する開口１９６Ｎを備える。図８Ｃの波長変換ホイール装置１９０Ｏは、前面１９２ａから後面１９２ｂに進むにつれて次第に広がるように傾斜した側面を有する開口１９６Ｏを備える。各開口の側面の傾斜は、開口を介して前面１９２ａから後面１９２ｂへ進む風Ｗａ、又はその逆に進む風Ｗｂの流れやすさに影響を与える。従って、各開口の側面の傾斜は、開口を形成のための基材１９２の加工のしやすさと、放熱効果とを総合的に考慮して決められる。

以下の説明では、図７Ａ〜図８Ｃの各開口及び各突起もまた、符号１９６及び１９７によりそれぞれ表す。

以下、本実施の形態に係る波長変換ホイール装置のさらなる変形例について説明する。

各突起１９７は、上述のように基材１９２の後面１９２ｂに対して垂直な側面を有してもよく、図８Ａ〜図８Ｃに示す各開口の側面と同様に、垂直面に対して傾斜した側面を有してもよい。

また、本実施の形態では、各開口１９６を円形（図２Ａ他を参照）又は楕円形（図７Ｃを参照）に形成したが、各開口１９６の形状はこれらに限定されない。各開口１９６は、例えば、特許文献１に開示されているような、放射方向ｒに長いレーストラックの形状を有してもよく、多角形（例えばひし形）の形状を有してもよい。

また、本実施の形態では、各突起１９７を基材１９２と同一の材料から一体的に形成するものとして説明したが、これらを別の部材として構成してもよい。特許文献１に開示されているように、各突起１９７を金属製の板金部材により構成してもよい。また、良好な熱伝導性を有する剛体を用いて各突起１９７を設けた部材を基材１９２とは別途に作製し、この部材を基材１９２の後面１９２ｂに接着剤等で貼り付けてもよい。

また、本実施の形態の構成によれば、各突起１９７を基材１９２の後面１９２ｂに形成するので、基材１９２の前面１９２ａは平坦である。従って、例えばスクリーン印刷を用いるとき、各突起１９７を前面１９２ａに形成する場合よりも、波長変換器１９１を基材１９２に容易に形成することができる。１ｍｍ程度の高さを有する突起１９７を形成することにより放熱効果が向上するので、放熱のために、波長変換ホイール装置１９０の後面１９２ｂの側において大きな占有スペースは不要である。従って、照明装置１００を小型化することができる。ただし、各突起１９７を基材１９２の前面１９２ａに形成しないことは、本開示の必須事項ではなく、波長変換器１９１が設けられた側の面に各突起１９７を形成してもよい。

また、図１の照明装置１００から、青色光を発生する構成要素（図１の青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅからレンズ２２までの導光光学系）を除くことにより、黄色光を発生する照明装置を提供してもよい。

［１−５．実施の形態１のまとめ］
実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０は、基材１９２、波長変換器１９１、複数の開口１９６、及び複数の突起１９７を備える。基材１９２は、回転軸Ｊの周りに回転可能である。波長変換器１９１は、基材１９２において回転軸Ｊから所定半径を有する円周上に形成され、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。複数の開口１９６は、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。複数の突起１９７は、基材１９２において、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成され、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して所定の長さを有する。

これにより、波長変換器１９１で発生する熱を効果的に放熱することができる。

実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０において、各開口１９６は、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して単位周期だけ離れて互いに隣接する各一対の突起１９７のうち、基材１９２の回転方向に関して後方に形成された突起１９７よりも、基材１９２の回転方向に関して前方に形成された突起１９７に近接して形成されてもよい。

これにより、基材１９２の前面１９２ａから各開口１９６を介して基材１９２の後面１９２ｂに流れる風を生じやすくすることができる。

実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０において、各突起１９７は、基材１９２において、波長変換器１９１が形成された面とは異なる面に形成されてもよい。この場合、各突起１９７は、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側の領域から波長変換器１９１が形成された領域まで延在してもよい。それに代わって、各突起１９７は、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１の外側の領域から内側の領域まで延在してもよい。

これにより、基材１９２の前面１９２ａから各開口１９６を介して基材１９２の後面１９２ｂに流れる風量を増大させ、基材１９２の放熱効果を向上することができる。

実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０において、複数の開口１９６は、形状、サイズ、回転軸Ｊからの距離、各突起１９７からの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の開口を含んでもよい。

これにより、基材１９２の前面１９２ａから各開口１９６を介して基材１９２の後面１９２ｂに流れる風量を増大させ、基材１９２の放熱効果を向上することができる。

実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０において、複数の突起１９７は、形状、サイズ、回転軸Ｊからの距離、各開口１９６からの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の突起を含んでもよい。

これにより、基材１９２の前面１９２ａから各開口１９６を介して基材１９２の後面１９２ｂに流れる風を効果的に発生させることができる。また、基材１９２の表面積を増加させ、基材１９２の放熱効果を向上することができる。

実施の形態１に係る照明装置１００は、波長変換ホイール装置１９０、モータ１９４、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅ、及び導光光学系を備える。モータ１９４は、波長変換ホイール装置１９０を回転させる。青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅは、波長変換器１９１の励起波長の光を発生する。導光光学系の一部は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃによって発生された光を波長変換器１９１に導く。

これにより、波長変換器１９１で発生する熱を効果的に放熱することができるので、波長変換ホイール装置１９０の劣化を生じにくくし、照明装置１００を安定的に動作させることができる。

（実施の形態２）
以下、図９〜図１０Ｂを参照して、実施の形態２に係る波長変換ホイール装置を備えた照明装置を説明する。これら図９〜図１０Ｂにおいて、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付す。また、重複する説明は省略する。

［２−１．構成］
［２−１−１．照明装置の構成］
図９は、実施の形態２に係る波長変換ホイール装置２９０を備えた照明装置２００の構成を示す模式図である。図９の照明装置２００は、図１の照明装置１００の波長変換ホイール装置１９０に代えて、波長変換ホイール装置２９０を備える。また、照明装置２００では、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅの駆動方法が照明装置１００の場合とは異なっている。

図１０Ａは、図９の波長変換ホイール装置２９０の前面１９２ａを示す図である。図１０Ｂは、図９の波長変換ホイール装置２９０の後面１９２ｂを示す図である。波長変換ホイール装置２９０は、図２Ａの波長変換器１９１に代えて、波長変換器１９１Ａを備える。波長変換器１９１Ａは、回転軸Ｊから所定半径を有する円周を含む領域のうち、回転軸Ｊからみて所定の角度幅を有する領域にそれぞれ形成された緑色蛍光体１９１ａ、赤色蛍光体１９１ｂ、及び非蛍光体領域１９１ｃを含む。これら３つの領域が角度方向θに配列されている。緑色蛍光体１９１ａは、照射された青色光により励起されて、緑色の蛍光を発生する。赤色蛍光体１９１ｂは、照射された青色光により励起されて、赤色の蛍光を発生する。非蛍光体領域１９１ｃには、蛍光体が形成されていない。このように、波長変換器１９１Ａの緑色蛍光体１９１ａ及び赤色蛍光体１９１ｂは、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。

図９の照明装置２００において、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃから−Ｙ方向に出射された青色光は、図１の照明装置１００の場合と同様に、コリメートレンズ１０２ａ〜１０２ｃ、レンズ１３及び１４、拡散板１５、ダイクロイックミラー１６、及びレンズ１７及び１８を介して、波長変換ホイール装置２９０へ入射する。

波長変換ホイール装置２９０に入射した青色光は、波長変換器１９１Ａを照射する。図１の照明装置１００の場合と同様にモータ１９４が基材１９２を回転させ、基材１９２の回転にともなって、基材１９２に設けられた波長変換器１９１Ａも回転する。波長変換器１９１Ａが回転することにより、波長変換器１９１Ａの上に青色光が入射する位置が時間とともに変化する。従って、青色光により、緑色蛍光体１９１ａ、赤色蛍光体１９１ｂ、及び非蛍光体領域１９１ｃが順に交替して照射される。また、波長変換器１９１Ａの上に青色光が入射する位置が時間とともに変化するので、波長変換器１９１Ａが青色光により加熱される面積を拡大できる。これにより、照射される青色光のエネルギーが高い場合でも、緑色蛍光体１９１ａ及び赤色蛍光体１９１ｂの温度上昇を抑制できる。

前述のように、緑色蛍光体１９１ａは、照射された青色光により励起されて、緑色の蛍光を発生する。赤色蛍光体１９１ｂは、照射された青色光により励起されて、赤色の蛍光を発生する。緑色蛍光体１９１ａが発した緑色光及び赤色蛍光体１９１ｂが発した赤色光の大部分は、＋Ｙ方向に出射される。いったん−Ｙ方向に出射された緑色光及び赤色光も、基材１９２の上に形成された反射膜１９３で反射されて、＋Ｙ方向に戻される。この後、緑色光及び赤色光は、レンズ１８及び１７を透過してダイクロイックミラー１６に入射する。ダイクロイックミラー１６は青色光以外の可視光を反射するので、入射した緑色光及び赤色光は、ダイクロイックミラー１６により反射されて＋Ｘ方向に進み、レンズ２３を介してロッドインテグレータ２４の入射面に集光される。

一方、青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅから＋Ｘ方向に出射された青色光は、コリメートレンズ１０２ｄ及び１０２ｅ、レンズ２０、拡散板２１、レンズ２２、及びダイクロイックミラー１６、及びレンズ２３を介して、ロッドインテグレータ２４の入射面に集光される。

なお、緑色蛍光体１９１ａ及び赤色蛍光体１９１ｂを励起させるための青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃと、照明装置２００から出力する青色光の光源として使用される青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅとは、排他的に動作する。青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃがオンされ、それらの青色光が緑色蛍光体１９１ａ及び赤色蛍光体１９１ｂを照射するとき、青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅはオフされる。一方、非蛍光体領域１９１ｃが、青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅによって照射される位置にくるとき、青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅがオンされ、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃはオフされる。これにより、ロッドインテグレータ２４の出射面より出射する光は、一定の時間周期で緑色光、赤色光、及び青色光に順に切り換えられる。

ロッドインテグレータ２４の出射面から出射される緑色光、赤色光、及び青色光は、時間的に合成されて、白色光となる。このように、照明装置２００は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅの青色光から白色光を得る。

なお、本実施の形態では、赤色蛍光体１９１ｂにより赤色光が発生される場合について説明したが、赤色蛍光体１９１ｂに代えて黄色蛍光体を備え、黄色光を発生してもよい。この場合、ロッドインテグレータ２４の入射側又は出射側において、黄色光から赤色光の成分を取り出すためのカラーホイールを設ければよい。

また、本実施の形態では、緑色蛍光体１９１ａの領域と赤色蛍光体１９１ｂの領域とが互いに接している場合について説明したが、各蛍光体領域の間に非蛍光体領域をさらに設けてもよい。

また、本実施の形態では、基材１９２に２つの蛍光体領域（緑色蛍光体１９１ａの領域及び赤色蛍光体１９１ｂの領域）を形成する場合について説明したが、１つのみの蛍光体領域を形成してもよく、３つ以上の蛍光体領域を形成してもよい。黄色光を発生する１つのみの蛍光体領域のみを形成する場合、ロッドインテグレータ２４の入射側又は出射側において、黄色光から赤色光及び緑色光の成分を取り出すためのカラーホイールを設ければよい。

また、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃに代えて、紫外域の光を出射するレーザを備えてもよい。この場合、基材１９２は、非蛍光体領域１９１ｃに代えて、青色光を発生する蛍光体を形成し、この蛍光体に紫外域の光を照射することにより青色光を発生すればよい。この場合、図９の照明装置２００から、青色光を発生する構成要素（図９の青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅからレンズ２２までの導光光学系）を除いてもよい。

［２−１−２．波長変換ホイール装置の構成］
図１０Ｂに示すように、基材１９２には、例えば図７Ｈと同様に、複数の開口１９６及び複数の突起１９７Ｈが形成される。各開口及び各突起は、図７Ｈに代えて、図２Ｂ、図７Ａ〜図７Ｇ、図７Ｉ〜図８Ｃのいずれかに示すものと同様に形成されてもよい。

［２−２．作用及び効果］
本実施の形態に係る波長変換ホイール装置２９０によれば、各開口１９６及び各突起１９７Ｈを配置することにより、実施の形態１と同様に、波長変換器１９１Ａで発生する熱を効果的に放熱することができる。

［２−３．実施の形態２のまとめ］
実施の形態２に係る波長変換ホイール装置２９０は、基材１９２、波長変換器１９１Ａ、複数の開口１９６、及び複数の突起１９７Ｈを備える。基材１９２は、回転軸Ｊの周りに回転可能である。波長変換器１９１Ａは、基材１９２において回転軸Ｊから所定半径を有する円周上に形成され、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。複数の開口１９６は、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ａの外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。複数の突起１９７Ｈは、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ａの外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成され、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して所定の長さを有する。

これにより、波長変換器１９１Ａで発生する熱を効果的に放熱することができる。

実施の形態２に係る照明装置２００は、波長変換ホイール装置２９０、モータ１９４、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅ、及び導光光学系を備える。モータ１９４は、波長変換ホイール装置２９０を回転させる。青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｅは、波長変換器１９１Ａの励起波長の光を発生する。導光光学系の一部は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃによって発生された光を波長変換器１９１Ａに導く。

これにより、波長変換器１９１Ａで発生する熱を効果的に放熱することができるので、波長変換ホイール装置２９０の劣化を生じにくくし、照明装置２００を安定的に動作させることができる。

（実施の形態３）
以下、図１１〜１５を参照して、実施の形態３に係る波長変換ホイール装置を備えた照明装置を説明する。これら図１１〜図１５において、実施の形態１及び実施の形態２と同様の構成要素には同一の符号を付す。また、重複する説明は省略する。

［３−１．構成］
［３−１−１．照明装置の構成］
図１１は、実施の形態３に係る波長変換ホイール装置３９０を備えた照明装置３００の構成を示す模式図である。図１１の照明装置３００は、図９の照明装置２００の波長変換ホイール装置２９０に代えて、波長変換ホイール装置３９０を備える。また、照明装置３００では、照明装置２００の青色光を発生する構成要素（図９の青色レーザダイオード１０１ｄ及び１０１ｅからレンズ２２までの導光光学系）を除去し、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃを、波長変換ホイール装置３９０の蛍光体（後述）を励起させるために使用するとともに、照明装置３００から出力する青色光の光源としても使用する。

照明装置３００は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃ、コリメートレンズ１０２ａ〜１０２ｃ、レンズ１３，１４，１７，１８，２３，２５，２６，２８，３０，３２、拡散板１５、ダイクロイックミラー１６、波長変換ホイール装置３９０、モータ１９４、ロッドインテグレータ２４、及びミラー２７，２９，３１を備える。

波長変換ホイール装置３９０は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す波長変換ホイール３１０と、図１３に示すフィン部材３２０とを備える。

図１２Ａは、図１１の波長変換ホイール装置３９０の波長変換ホイール３１０の前面１９２ａを示す図である。図１２Ｂは、図１１の波長変換ホイール装置３９０の波長変換ホイール３１０の後面１９２ｂを示す図である。図１３は、図１１の波長変換ホイール装置３９０のフィン部材３２０の構成を示す斜視図である。図１４Ａは、図１１の波長変換ホイール装置３９０の後面１９２ｂを示す図である。図１４Ｂは、図１１の波長変換ホイール装置３９０の分解斜視図である。

波長変換ホイール装置３９０は、図１０Ａの波長変換器１９１Ａに代えて、波長変換器１９１Ｂを備える。波長変換器１９１Ｂは、回転軸Ｊから所定半径を有する円周を含む領域のうち、回転軸Ｊからみて所定の角度幅を有する領域にそれぞれ形成された緑色蛍光体１９１ａ、赤色蛍光体１９１ｂ、及び透過窓１９１ｄを含む。これら３つの領域が角度方向θに配列されている。図１２Ａの緑色蛍光体１９１ａ及び赤色蛍光体１９１ｂは、図１０Ａの対応する蛍光体と同様に形成される。透過窓１９１ｄは、図１０Ａの非蛍光体領域１９１ｃを基材１９２から取り除いて構成される。従って、透過窓１９１ｄは、円弧状の貫通孔として形成される。

図１１の照明装置３００において、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃから−Ｙ方向に出射された青色光は、図９の照明装置２００の場合と同様に、コリメートレンズ１０２ａ〜１０２ｃ、レンズ１３及び１４、拡散板１５、ダイクロイックミラー１６、及びレンズ１７及び１８を介して、波長変換ホイール装置３９０へ入射する。

波長変換ホイール装置３９０に入射した青色光は、波長変換器１９１Ｂを照射する。図１の照明装置１００の場合と同様にモータ１９４が基材１９２を回転させ、基材１９２の回転にともなって、基材１９２に設けられた波長変換器１９１Ｂも回転する。波長変換器１９１Ｂが回転することにより、波長変換器１９１Ｂの上に青色光が入射する位置が時間とともに変化する。従って、青色光により、緑色蛍光体１９１ａ、赤色蛍光体１９１ｂ、及び透過窓１９１ｄが順に交替して照射される。

以降、上述した順番にて、青色光が照射された場合の波長変換器１９１Ｂの挙動について説明する。

まず、緑色蛍光体１９１ａに青色光が照射されたとき、緑色蛍光体１９１ａは、照射された青色光により励起されて、緑色の蛍光を発生する。緑色蛍光体１９１ａが発した緑色光の大部分は、＋Ｙ方向に出射される。いったん−Ｙ方向に出射された緑色光も、基材１９２の上に形成された反射膜１９３で反射されて、＋Ｙ方向に戻される。この後、緑色光は、レンズ１８及び１７を透過してダイクロイックミラー１６に入射する。

続いて、赤色蛍光体１９１ｂに青色光が照射されたとき、赤色蛍光体１９１ｂは、照射された青色光により励起されて、赤色の蛍光を発生する。赤色蛍光体１９１ｂが発した赤色光の大部分は、＋Ｙ方向に出射される。いったん−Ｙ方向に出射された赤色光も、基材１９２の上に形成された反射膜１９３で反射されて、＋Ｙ方向に戻される。この後、赤色光は、レンズ１８及び１７を透過してダイクロイックミラー１６に入射する。

ダイクロイックミラー１６は青色光以外の可視光を反射するので、入射した緑色光及び赤色光は、ダイクロイックミラー１６により反射されて＋Ｘ方向に進み、レンズ２３を介してロッドインテグレータ２４の入射面に集光される。

最後に、透過窓１９１ｄに青色光が照射されたとき、青色光は、透過窓１９１ｄを通って、波長変換ホイール装置３９０の−Ｙ方向に配置されたレンズ２５及び２６の順に入射し、レンズ２６から−Ｙ方向に平行光化した光が出射される。レンズ２６を出射した光は、３枚のミラー２７、２９、３１及び３枚のレンズ２８、３０、３２で構成されたリレー光学系により、その進行方向を変える。最終的に、レンズ３２によって再び平行光化された＋Ｘ方向に進む青色光が、ダイクロイックミラー１６及びレンズ２３を介して、ロッドインテグレータ２４の入射面に集光される。

ロッドインテグレータ２４の出射面より出射する光は、一定の時間周期で緑色光、赤色光、及び青色光に順に切り換えられる。ロッドインテグレータ２４の出射面から出射される緑色光、赤色光、及び青色光は、時間的に合成されて、白色光となる。このように、照明装置３００は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃの青色光から白色光を得る。

なお、本実施の形態では、赤色蛍光体１９１ｂにより赤色光が発生される場合について説明したが、赤色蛍光体１９１ｂに代えて黄色蛍光体を備え、黄色光を発生してもよい。この場合、ロッドインテグレータ２４の入射側又は出射側において、黄色光から赤色光の成分を取り出すためのカラーホイールを設ければよい。

また、本実施の形態では、緑色蛍光体１９１ａの領域と赤色蛍光体１９１ｂの領域とが互いに接している場合について説明したが、各蛍光体領域の間に透過窓をさらに設けてもよい。

また、本実施の形態では、基材１９２に２つの蛍光体領域（緑色蛍光体１９１ａの領域及び赤色蛍光体１９１ｂの領域）を形成する場合について説明したが、１つのみの蛍光体領域を形成してもよく、３つ以上の蛍光体領域を形成してもよい。黄色光を発生する１つのみの蛍光体領域のみを形成する場合、ロッドインテグレータ２４の入射側又は出射側において、黄色光から赤色光及び緑色光の成分を取り出すためのカラーホイールを設ければもよい。

［３−１−２．波長変換ホイール装置の構成］
以下、図１２Ａ〜図１４Ｂを参照して、本実施の形態の波長変換ホイール装置３９０の構成について説明する。

上述のように波長変換ホイール装置３９０は、波長変換ホイール３１０を備える。図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、波長変換ホイール３１０は、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ｂの内側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成された複数の開口１９９をさらに備える。また、図１２Ｂに示すように、基材１９２には、例えば図７Ｈと同様に、複数の開口１９６及び複数の突起１９７Ｈが形成される。各開口及び各突起は、図７Ｈに代えて、図２Ｂ、図７Ａ〜図７Ｇ、図７Ｉ〜図８Ｃのいずれかに示すものと同様に形成されてもよい。各突起１９７Ｈが基材１９２において放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ｂの外側の領域から内側の領域まで延在する場合、図１２Ｂに示すように、透過窓１９１ｄが形成されている領域では突起は除去される。

波長変換ホイール装置３９０は、図１３に示すフィン部材３２０をさらに備える。フィン部材３２０は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、波長変換ホイール３１０の基材１９２の後面１９２ｂに取り付けられる。図１３に示すように、フィン部材３２０は、複数の羽根３２１、複数の開口３２２、複数のネジ穴３２３、及び中央の開口３２４を備える。フィン部材３２０の各開口３２２、ネジ穴３２３、及び開口３２４は、それぞれ、基材１９２の各開口１９９、ネジ穴１９８、及び開口１９５のものと実質的に同じ形状、サイズ、及び相対位置を有するように形成される。図１４Ａに示すように、フィン部材３２０は、各開口３２２、ネジ穴３２３、及び開口３２４の位置が、基材１９２の各開口１９９、ネジ穴１９８、及び開口１９５の位置にそれぞれ一致するように、基材１９２に取り付けられる。また、図１４Ｂに示すように、フィン部材３２０は、各羽根３２１が突出している面とは逆の面が、基材１９２の後面１９２ｂと接するように、基材１９２に取り付けられる。フィン部材３２０の各羽根３２１は、フィン部材３２０が基材１９２に取り付けられた状態では、放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ｂの内側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。フィン部材３２０の各羽根３２１は、フィン部材３２０が基材１９２に取り付けられた状態では、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して所定の長さを有する。フィン部材３２０及び基材１９２は、基材１９２の前面１９２ａからネジ穴１９８及び３２３を介してネジ（図示せず）を挿入することにより、モータ１９４に固定される。

このようにして、フィン部材３２０は、基材１９２と一体となって回転する。モータ１９４によって基材１９２が回転するとともに、フィン部材３２０の羽根３２１が回転すると、羽根３２１においても、基材１９２の中心から外周に向けて空気の流れが発生する。

フィン部材３２０は、例えば、ステンレス板を折り曲げて形成される。具体的には、ステンレスの平板の一部を切り、その部分を図１３のように折り曲げることによって羽根３２１を形成する。これにより、フィン部材３２０を安価に構成することができる。

本明細書において、開口１９９及び開口３２２を「第２の開口」ともいい、羽根３２１を「第２の突起」ともいう。

［３−２．作用及び効果］
次に、図１５を参照して、このような開口１９９、開口３２２、及び羽根３２１の配置によって得られる効果について説明する。図１５は、図１１の波長変換ホイール装置３９０の模式断面図である。

実施の形態１及び２と同様に、開口１９６及び突起１９７Ｈを形成することにより、開口１９６において、前面１９２ａから後面１９２ｂに向かって流れる風Ｗａ１、もしくは、後面１９２ｂから前面１９２ａに向かって流れる風Ｗｂ１が発生する。

本実施の形態では、上述した風Ｗａ１又はＷｂ１に加え、フィン部材３２０の開口３２２及び基材１９２の開口１９９において、前面１９２ａから後面１９２ｂに向かって流れる風Ｗａ２、もしくは、後面１９２ｂから前面１９２ａに向かって流れる風Ｗｂ２も発生する。風Ｗａ２及びＷｂ２の発生メカニズムは、開口１９６における風Ｗａ１及びＷｂ１の発生メカニズムと同じであるが、本実施の形態では、基材１９２の回転方向に関して羽根３２１の前方の全域に開口３２２及び１９９が位置するので、風Ｗｂ２が発生する。

これら風Ｗａ１もしくは風Ｗｂ１、風Ｗａ２もしくは風Ｗｂ２により、基材１９２の周囲での温度境界層が薄くなり、基材１９２の放熱性能が向上する。

本実施の形態では、開口１９６の近傍において温度境界層が薄くなることに加えて、開口１９９の近傍においても温度境界層が薄くなるので、実施の形態１及び２よりも、基材１９２の放熱性能が向上する。

本実施の形態では、フィン部材３２０の材料をステンレスとしたが、これに限定されない。例えば、フィン部材の材料として鉄板又は銅板を用いてもよく、フィン部材の表面にメッキ処理をしてもよい。また、良好な熱伝導性を有する剛体を用いてフィン部材３２０を作製し、この部材を基材１９２の後面１９２ｂに接着剤等で貼り付けてもよい。また、基材１９２とフィン部材３２０を、一体的に形成してもよい。

［３−３．実施の形態３のまとめ］
実施の形態３に係る波長変換ホイール装置３９０は、基材１９２、波長変換器１９１Ｂ、複数の開口１９６、及び複数の突起１９７Ｈを備える。基材１９２は、回転軸Ｊの周りに回転可能である。波長変換器１９１Ｂは、基材１９２において回転軸Ｊから所定半径を有する円周上に形成され、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する。複数の開口１９６は、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ｂの外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成される。複数の突起１９７Ｈは、基材１９２において、放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ａの外側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成され、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して所定の長さを有する。

これにより、波長変換器１９１Ｂで発生する熱を効果的に放熱することができる。

実施の形態３に係る波長変換ホイール装置３９０は、基材１９２において、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ｂの内側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成された複数の開口１９９，３２２をさらに備える。

これにより、基材１９２の放熱効果を向上することができる。

実施の形態３に係る波長変換ホイール装置３９０は、基材１９２において、回転軸Ｊの周りの放射方向ｒに関して波長変換器１９１Ｂの内側に、かつ、回転軸Ｊの周りの角度方向θに関して周期的に形成され、回転軸Ｊの周りの放射方向に関して所定の長さを有する複数の羽根３２１を備える。

これにより、基材１９２の放熱効果を向上することができる。

実施の形態３に係る照明装置３００は、波長変換ホイール装置３９０、モータ１９４、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃ、及び導光光学系を備える。モータ１９４は、波長変換ホイール装置３９０を回転させる。青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃは、波長変換器１９１Ｂの励起波長の光を発生する。導光光学系の一部は、青色レーザダイオード１０１ａ〜１０１ｃによって発生された光を波長変換器１９１Ｂに導く。

これにより、波長変換器１９１Ｂで発生する熱を効果的に放熱することができるので、波長変換ホイール装置３９０の劣化を生じにくくし、照明装置３００を安定的に動作させることができる。

実施の形態１に係る波長変換ホイール装置１９０又は実施の形態２に係る波長変換ホイール装置２９０において、実施の形態３に係る波長変換ホイール装置３９０と同様に、複数の開口１９９，３２２及び／又は複数の羽根３２１をさらに備えてもよい。

（実施の形態４）
［４−１．投写型映像表示装置の構成］
次に、図１６を参照して、実施の形態３の照明装置３００を用いた投写型映像表示装置の構成を説明する。

図１６は、実施の形態４に係る波長変換ホイール装置３９０を備えた照明装置３００を搭載した投写型映像表示装置を示す模式図である。図１６の投写型映像表示装置は、照明装置３００、ミラー３５，３６、レンズ３３，３４、光変調素子３７、及び投写レンズ３８を備える。

図１６の照明装置３００は、図１１の照明装置３００と同様に構成されるので、その詳細に関しては省略して、ロッドインテグレータ２４より後段の構成要素及び出射した光の挙動について説明する。

ロッドインテグレータ２４から出射した白色光は、リレー光学系を構成するレンズ３３及び３４を通過し、ミラー３５及び３６で反射されて、光変調素子３７に入射する。光変調素子３７は例えばＤＭＤ（digital micromirror device）である。光変調素子３７に入射した光は、光変調素子３７において映像信号によって変調されて映像光が生成される。光変調素子３７で生成された映像光は、＋Ｙ方向に出射され、投写光学系である投写レンズ３８で拡大されて、スクリーン（図示せず）に投写される。

なお、図１６の投写型映像表示装置は、図１１の照明装置３００に代えて、図９の照明装置２００を備えてもよい。それに代わって、図１の照明装置１００を備えた投写型映像表示装置を構成してもよい。

［４−２．実施の形態４のまとめ］
実施の形態４に係る投写型映像表示装置は、実施の形態１〜３に係る照明装置１００〜３００と、照明装置から出力された照明光を映像信号に応じて変調して映像光を生成する光変調素子３７と、映像光を投写する投写光学系とを備える。

これにより、波長変換器１９１Ｂで発生する熱を効果的に放熱することができるので、波長変換ホイール装置３９０の劣化を生じにくくし、投写型映像表示装置を安定的に動作させることができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示に係る技術の例示として、実施の形態１〜４を説明した。しかしながら、本開示に係る技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１〜４で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

放射状の突起は、全周に相似形状で設けなくてもよい。例えば、透過窓は冷却の必要がないので、その周囲の突起を省略してもよい。また、波長変換ホイール装置の重量のバランスを取るために、突起の一部が切削などにより除去されてもよい。

また、説明した実施の形態では、基材の前面のみに蛍光体を配したが、基材の前面及び後面の双方に蛍光体が形成されていてもよい。

本開示の態様に係る波長変換ホイール装置は、投写型映像表示装置の照明装置に適用可能である。本開示の一例として、投写型映像表示装置の照明装置を参照して説明したが、本開示の態様に係る照明装置はこれに限定されるものではなく、例えばヘッドランプなどの照明装置であってもよい。

１００，２００，３００…照明装置、
１０１ａ〜１０１ｅ…青色レーザダイオード、
１０２ａ〜１０２ｅ…コリメートレンズ、
１３，１４，１７，１８，２０，２２，２３，２５，２６，２８，３０，３２，３３，３４…レンズ、
１５，２１…拡散板、
１６…ダイクロイックミラー、
２４…ロッドインテグレータ、
２７，２９，３１，３５，３６…ミラー、
３７…光変調素子、
３８…投写レンズ、
１９０，２９０，３９０…波長変換ホイール装置、
１９１，１９１Ａ，１９１Ｂ…波長変換器、
１９２…基材、
１９２ａ…前面、
１９２ｂ…後面、
１９３…反射膜、
１９４…モータ、
１９５…開口、
１９６，１９６Ａ〜１９６Ｏ…開口、
１９７，１９７Ａ〜１９７Ｏ…突起、
１９８…ネジ穴、
１９９…開口、
１９１ａ…緑色蛍光体、
１９１ｂ…赤色蛍光体、
１９１ｃ…非蛍光体領域、
１９１ｄ…透過窓、
３１０…波長変換ホイール、
３２０…フィン部材、
３２１…羽根、
３２２…開口、
３２３…ネジ穴、
３２４…開口。

Claims (9)

1. 回転軸の周りに回転可能な基材と、
   前記基材において前記回転軸から所定半径を有する円周上に形成され、入射光の波長とは異なる波長を有する光を発生する波長変換器と、
   前記基材において、前記回転軸の周りの放射方向に関して前記波長変換器の外側に、かつ、前記回転軸の周りの角度方向に関して周期的に形成された複数の第１の開口と、
   前記基材において、前記回転軸の周りの放射方向に関して前記波長変換器の外側に、かつ、前記回転軸の周りの角度方向に関して周期的に形成され、前記回転軸の周りの放射方向に関して所定の長さを有する複数の第１の突起とを備えた、
   波長変換ホイール装置。
2. 前記各第１の開口は、前記回転軸の周りの角度方向に関して単位周期だけ離れて互いに隣接する各一対の第１の突起のうち、前記基材の回転方向に関して後方に形成された第１の突起よりも、前記基材の回転方向に関して前方に形成された第１の突起に近接して形成された、
   請求項１記載の波長変換ホイール装置。
3. 前記各第１の突起は、前記基材において、前記波長変換器が形成された面とは異なる面に形成され、前記各第１の突起は、前記回転軸の周りの放射方向に関して、前記波長変換器の外側の領域から前記波長変換器が形成された領域まで、又は、前記回転軸の周りの放射方向に関して前記波長変換器の外側の領域から内側の領域まで延在する、
   請求項１又は２記載の波長変換ホイール装置。
4. 前記複数の第１の開口は、形状、サイズ、前記回転軸からの距離、前記各第１の突起からの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の開口を含む、
   請求項１〜３のうちの１つに記載の波長変換ホイール装置。
5. 前記複数の第１の突起は、形状、サイズ、前記回転軸からの距離、前記各第１の開口からの距離のうちの少なくとも１つの属性について、互いに異なる少なくとも２種類の突起を含む、
   請求項１〜４のうちの１つに記載の波長変換ホイール装置。
6. 前記基材において、前記回転軸の周りの放射方向に関して前記波長変換器の内側に、かつ、前記回転軸の周りの角度方向に関して周期的に形成された複数の第２の開口をさらに備えた、
   請求項１〜５のうちの１つに記載の波長変換ホイール装置。
7. 前記基材において、前記回転軸の周りの放射方向に関して前記波長変換器の内側に、かつ、前記回転軸の周りの角度方向に関して周期的に形成され、前記回転軸の周りの放射方向に関して所定の長さを有する複数の第２の突起を備えた、
   請求項１〜６のうちの１つに記載の波長変換ホイール装置。
8. 請求項１〜７のうちの１つに記載の波長変換ホイール装置と、
   前記波長変換ホイール装置を回転させる駆動装置と、
   前記波長変換器の励起波長の光を発生する光源素子と、
   前記光源素子によって発生された光を前記波長変換器に導く導光光学系とを備えた、
   照明装置。
9. 請求項８記載の照明装置と、
   前記照明装置から出力された照明光を映像信号に応じて変調して映像光を生成する光変調素子と、
   前記映像光を投写する投写光学系とを備えた、
   投写型映像表示装置。

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