WO2019131730A1 - カラーホイール、およびプロジェクタ - Google Patents

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WO2019131730A1
WO2019131730A1 PCT/JP2018/047768 JP2018047768W WO2019131730A1 WO 2019131730 A1 WO2019131730 A1 WO 2019131730A1 JP 2018047768 W JP2018047768 W JP 2018047768W WO 2019131730 A1 WO2019131730 A1 WO 2019131730A1
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color wheel
wheel according
substrate
heat radiating
heat
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PCT/JP2018/047768
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善則 久保
和良 藤本
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京セラ株式会社
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    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
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    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
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    • G03B21/14—Details
    • G03B21/16—Cooling; Preventing overheating

Definitions

  • the present disclosure relates to a color wheel and a projector provided with the color wheel.
  • a projector using a color wheel is known.
  • a colored portion made of phosphor or the like is provided on one main surface of the color wheel, and the colored portion converts the light (light of the light source) emitted from the light source into light of another wavelength (converted light).
  • part of the energy of the irradiated light is heat. Therefore, the surface of the color wheel on which the colored portion is provided has a higher temperature than the opposite surface, and the color wheel is deformed (thermally deformed) by thermal expansion.
  • a wavelength conversion layer (colored portion) and a reflection layer are provided on the front surface of the main body made of a transparent nonmetallic material, and a heat radiation adhesive layer is provided at a position corresponding to the position of the wavelength conversion layer on the rear surface.
  • a color wheel is described having a heat dissipating sheet consisting of a metal, graphite.
  • FIGS. 7 and 8 of Patent Document 2 the first glass layer provided on the first main surface of the phosphor layer and the second glass layer provided on the second main surface are provided.
  • a color wheel provided with a reflective layer made of metal on a first glass layer, it is described that the heat generated in the phosphor layer is released to the outside through the reflective layer.
  • the color wheel includes a transmission type that emits converted light to the surface opposite to the light irradiation surface of the light source and a reflection type that emits conversion light to the same surface as the light irradiation surface of the light source.
  • Patent documents 1 and 2 are composition for reflective type color wheels. For example, while the visible light transmittance of the color wheel main body made of sapphire is about 98%, the visible light reflectance of the aluminum reflective film used for the reflective color wheel is about 90%, so the transmission type
  • the color wheel has the advantage of less light loss (power savings) than reflective color wheels. Since the light of the light source can be emitted perpendicularly to the color wheel, a compact projector with a short light path can be configured.
  • a color wheel of the present disclosure includes a transparent substrate having a rotation center, including a first surface, a second surface facing the first surface, and an outer peripheral surface connecting the first surface and the second surface.
  • a colored portion disposed on the first surface to convert excitation light emitted from a light source into converted light having different wavelengths, and the excitation light and the converted light of at least one of the first surface or the second surface
  • a heat radiating portion disposed on the outer circumferential surface or the inner circumferential surface side of the substrate in the region outside the optical path with respect to the colored portion and having a thermal conductivity larger than that of the substrate.
  • the projector of the present disclosure includes the color wheel.
  • FIG. 1 is a schematic top view illustrating one embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is the AA 'line sectional view of FIG. 1A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is the BB 'sectional view taken on the line of FIG. 2A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. 3A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line DD ′ of FIG. 4A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is the EE 'sectional view taken on the line of FIG. 5A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is the FF 'sectional view taken on the line of FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line GG ′ of FIG. 7A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is a HH 'line sectional view of Drawing 8A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 9A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is a JJ 'line sectional view of Drawing 10A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line KK ′ of FIG. 11A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure. It is the LL 'sectional view taken on the line of FIG. 12A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line MM 'in FIG. 13A.
  • FIG. 7 is a schematic top view of another embodiment of a color wheel of the present disclosure.
  • FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line NN ′ of FIG. 14A. It is a cross-sectional SEM photograph shown by an example of the color wheel of this indication.
  • the schematic top view which shows the conventional color wheel.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG. 16A.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a color wheel 1.
  • 2 to 14 are schematic views showing another embodiment of the color wheel 1.
  • FIG. 15 is a cross-sectional SEM photograph of the color wheel 1.
  • FIG. 16 is a schematic view showing a conventional color wheel 20. As shown in FIG.
  • the color wheel 1 includes a first surface 2a, a second surface 2b opposite to the first surface 2a, and an inner circumferential surface 2c connecting the first surface 2a and the second surface 2b.
  • a transparent substrate 2 having an outer peripheral surface 2d, and a colored portion 3 disposed on the first surface 2a side of the substrate 2 for converting excitation light into converted light of different wavelengths (red colored portion 3R, green colored portion 3G)
  • the region outside the optical path of the excitation light and / or converted light of at least one of the first surface 2a and the second surface 2b is disposed closer to the inner peripheral surface 2c than the colored portion 3 and has a thermal conductivity than the substrate 2 And a large heat dissipation unit 4.
  • the color wheel 1 is used by rotating around the rotation center 1c.
  • the projector (not shown) of the present disclosure includes a light source for emitting light to the color wheel 1, a rotary holder for holding and rotating the color wheel 1, and a digital mirror device having a large number of micro mirrors.
  • the color wheel 1 is thermally deformed by the heat from the colored portion 3 which generates heat by the irradiation light. Since the color wheel 1 is used by rotating at high speed, thermal deformation causes a change in the number of rotations. When the thermal deformation of the color wheel 1 is large, the color wheel 1 may be damaged due to the centrifugal force or the contact with other members.
  • the heat of the heat radiating portion 4 is dissipated to the surrounding air as the color wheel 1 rotates.
  • the linear velocity at the time of rotation is large, and the area is also large, so that the color wheel 1 is 2 d of outer peripheral surfaces.
  • the color wheel 1 is provided with the heat radiating portion 4 on the outer peripheral surface 2 d side of the colored portion 3, so the amount of heat radiated into the air can be increased.
  • the color wheel 1 Since the color wheel 1 has the above-described configuration, it is excellent in heat resistance, heat dissipation, rigidity, and is not easily thermally deformed. In particular, it is suitable for a transmissive color wheel 1 that emits converted light to the surface opposite to the light irradiation surface of the light source.
  • the color wheel 1 can constitute a highly reliable projector. Further, the color wheel 1 can be combined with a high output light source to constitute a high brightness projector.
  • the thermal conductivity of the substrate 2 and the heat radiating portion 4 can be measured, for example, using a laser flash method.
  • the substrate 2 is disk-shaped and has a diameter of 10 mm to 200 mm and a thickness of 0.1 mm to 2.0 mm.
  • the substrate 2 is made of, for example, sapphire. Sapphire is excellent in thermal conductivity and heat dissipation, can suppress temperature rise, has high rigidity, is not easily deformed, has high mechanical strength, is relatively strong and is not easily broken, and is highly transparent to light Excellent as 2.
  • the substrate 2 may be in the shape of a disk having no inner circumferential surface 2c.
  • the colored portion 3 is made of, for example, a phosphor.
  • the color wheel 1 shown in FIG. 1 has a red coloring portion 3R and a green coloring portion 3G as the coloring portion 3.
  • a blue laser or the like is used as a light source used for such a color wheel 1.
  • the red colored portion 3R and the green colored portion 3G convert the irradiation light (blue) into red light and green light, and are formed in an annular fan-shaped region having a predetermined central angle (for example, 120 °).
  • the main component of the heat radiating portion 4 is, for example, a metal having excellent thermal conductivity, such as silver, copper, gold, or aluminum.
  • the thickness of the heat radiating portion 4 is, for example, 10 ⁇ m to 1 mm, preferably 50 ⁇ m to 200 ⁇ m. If the heat radiating portion 4 is a metallized layer including a metal portion and a plurality of glass portions, the substrate 2 and the metal portion are firmly fixed by the glass portion present in the vicinity of the interface between the heat radiating portion 4 and the substrate 2 .
  • the heat radiation part 4 contains a glass part, rigidity is high compared with a metal single-piece
  • the glass portion is, for example, a glass containing silicon oxide as a main component. It is particularly preferable that the area ratio (hereinafter referred to as the glass ratio) of the glass portion in a cross section perpendicular to the first surface 2a or the second surface 2b of the heat radiating portion 4 is 10% or less.
  • the heat radiating portion 4 has a first region 4a including a surface in contact with the substrate 2 in a cross-sectional view perpendicular to the first surface 2a or the second surface 2b, and a second region 4b including a surface on the opposite side to the substrate 2 . If the glass ratio of the first region 4a is larger than the glass ratio of the second region 4b, the adhesion to the substrate 2 is increased by the first region 4a having a large glass ratio, and the second region 4b having a small glass ratio is The heat radiation performance of the whole heat radiation part 4 becomes large.
  • the heat dissipation unit 4 may further have a plurality of pores.
  • the pores have a function of alleviating thermal stress and residual stress of the heat radiating portion and suppressing deformation and breakage. However, if the pores are too large or the porosity is too large, the heat dissipation performance is reduced. Therefore, it is preferable that L / D which is a ratio of the distance L between the average centers of gravity of the pores and the average equivalent circle diameter D is 4 or more. If L / D is 4 or more, both stress relaxation and heat radiation performance can be achieved.
  • FIG. 15 shows a cross-sectional SEM photograph (reflected electron image) of the color wheel 1.
  • the whitest part is a metal part
  • the black part is a pore
  • the part of intermediate brightness between them is a glass part.
  • a plurality of pores and glass parts are present.
  • the glass ratio, the distance between the centers of gravity, and the equivalent circle diameter can be obtained from such a cross-sectional SEM photograph using image analysis software.
  • image analysis software “A image kun” registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.
  • lightness is set as the setting conditions
  • a small figure removal area is 0.1 ⁇ m 2
  • a noise removal filter is included.
  • the threshold value which is an index indicating the brightness and darkness of the image, can be determined by adjusting the marker appearing on the screen so as to match the shape of the particle.
  • the glass ratio of the first region 4a is 12.0%
  • the glass ratio of the second region is 4.9%
  • the glass ratio of the entire heat radiating portion 4 is 8.0%.
  • the average inter-centroid distance L of the pores is 7.7 ⁇ m
  • the average equivalent circle diameter D of the pores is 1.4 ⁇ m
  • the L / D is 5.5.
  • the first surface 1a (corresponding to the first surface 2a of the substrate 2) having the colored portion 3 which is a heat source has a higher temperature than the second surface 1b (corresponding to the second surface 2b of the substrate 2) Prone.
  • the color wheel 1 includes the heat radiating portion 4 on the first surface 2 a side of the substrate 2, the heat generation of the colored portion 3 can be rapidly transmitted to the heat radiating portion 4. Therefore, it is preferable that the distance between the colored portion 3 and the heat radiating portion 4 be short, and it is particularly preferable that they are in direct contact with each other.
  • the color wheel 1 is also preferably provided with the heat radiation portion 4 on the second surface 1 b side as well, since the heat radiation on the first surface 1 b side also increases.
  • the heat dissipating portion 4 is provided so as to face both the first surface 1a side and the first surface 1b side, as described later, deformation of the color wheel 1 after formation of the heat dissipating portion 4 is small. It is.
  • the heat of the colored portion 3 is dissipated to the rotary holding portion by heat conduction.
  • the heat dissipation performance is improved.
  • the color wheel 1 is provided with a heat radiation portion 41 having a thermal conductivity larger than that of the substrate 2 closer to the outer peripheral surface 2 d than the colored portion 3 on the first surface 2 a.
  • the heat radiating portion 41 may be located outside the optical path region of the excitation light.
  • a plurality of heat dissipation portions 41 may be arranged at intervals, or may be an annular integral body.
  • the color wheel 1 may be provided with the heat radiation part 41 in the 2nd surface 2b side like FIG. 8, FIG. As described above, when the heat radiating portion 41 is also provided on the second surface 2 b side, the heat radiation performance is also improved on the second surface 2 b side. Therefore, the color wheel 1 is further less susceptible to thermal deformation. In particular, when the heat radiating portion 41 located on the first surface 2 a and the heat radiating portion 41 located on the second surface 2 b overlap in the planar perspective of the first surface 2 a, the rotation due to the difference in the position of the heat radiating portion 41 There are few obstacles and deformation.
  • the present color wheel 1 may be provided with a heat radiating portion 42 closer to the rotation center 1 c of the substrate 2 than the colored portion 3.
  • the heat generated at the time of wavelength conversion can be dissipated at the center side of the substrate 2 as well, so it becomes difficult to thermally deform.
  • the heat radiation part 41 may be provided from the first surface 2 a to the second surface 2 b of the substrate 2.
  • the heat radiating portion 41 and the heat radiating portion 42 are the same as the heat radiating portion 4 described above.
  • the color wheel 1 shown in FIG. 12 is provided with a heat radiating portion 4 having a thermal conductivity larger than that of the substrate 2 outside the optical path region on the second surface 2 b.
  • the color wheel 1 shown in FIG. 12 is provided with the heat radiation portion 4 whose thermal conductivity is larger than that of the substrate 2 outside the optical path region of the second surface 2b, the thickness direction of the substrate 2, ie, the first surface 2a to the second The heat transfer to the surface 2 b is promoted, and the heat dissipation by the heat dissipation unit 4 causes less thermal deformation.
  • the heat generated at the time of wavelength conversion is dissipated to the surrounding air as the color wheel 1 rotates.
  • the linear velocity at the time of rotation is large, and the area is also large, so that the color wheel 1 is 2 d of outer peripheral surfaces.
  • the color wheel 1 includes the heat radiating portion 4 on the side of the outer peripheral surface 2 d in the area outside the optical path as shown in FIGS. 12 and 14, the amount of heat radiated into the air can be increased. Therefore, the heat dissipation performance is improved, and the color wheel 1 is less likely to be thermally deformed.
  • the color wheel 1 may be provided with the heat radiating portion 4 near the center 1 c of the substrate 2 in the area outside the optical path.
  • thermal deformation on the center side of the substrate 2 is reduced.
  • the first surface 2a including the colored portion 3 becomes hotter than the second surface 2b at the time of wavelength conversion, and the first surface 2a is thermally deformed so as to be convex, but outside the optical path
  • heat dissipation portion 4 near the center of the substrate 2 in the region heat tends to escape to the second surface 2 b side. Therefore, thermal deformation of the first surface 2a to be convex is suppressed.
  • the substrate 2 thermally deforms in the direction in which the first surface 2a becomes convex.
  • the substrate 2 may be concave when the first surface 2 a including the colored portion 3 is not wavelength converted.
  • the residual stress of the color wheel 1 is provided with a stress that cancels the thermal stress due to the heat generation of the colored portion 3 or in the range larger than the thermal stress due to the heat generation of the colored portion 3, deformation is suppressed. It is.
  • the substrate 2 and the heat radiating portion are obtained due to the temperature difference between the formation temperature and the room temperature
  • the residual stress occurs in 4.
  • metal has a large coefficient of thermal expansion, so that the substrate 2 is deformed in such a manner that the surface on the side on which the heat dissipation portion 4 is formed becomes compressive stress and the surface on the side on which the heat dissipation portion 4 is formed becomes concave.
  • the first surface 2a is concave, and the thermal deformation of the first surface 2a to the convex shape during wavelength conversion is suppressed Ru. It is presumed that this is because the residual stress of the first surface 2a and the thermal stress at the time of wavelength conversion are offset.
  • the color wheel 1 includes the heat radiating portion 4 on both the first surface 1a and the second surface 1b
  • the residual stress due to the formation of the heat radiating portion 4 is offset and the color wheel 1 after the formation of the heat radiating portion 4
  • the deformation is small.
  • the heat radiation portions 4 located on the first surface 2 a and the second surface 2 b are disposed so as to overlap in planar perspective of the first surface 2 a, the deformation of the substrate 2 at the time of formation of the heat radiation portion 4 is suppressed.
  • the design (position, area, thickness, etc.) of the heat radiation portion 4 of the first surface 1 a and the second surface 1 b in accordance with the use conditions (heating conditions) of the color wheel 1 Deformation can be suppressed.
  • the arrangement of light sources of the projector may be on the side of the first surface 1 a or on the side of the second surface 1 b of the color wheel 1.
  • the converted light of the color wheel 1 from the coloring unit 3 is emitted to the first surface 1 a side (if it is a transmissive projector, the light source is disposed on the second surface 1 b side)
  • the converted light is a substrate This is particularly preferable because the attenuation of the light amount due to the transmission of light 2 does not occur.
  • a sapphire plate to be a material of the substrate 2 is prepared.
  • the sapphire plate is formed by cutting and processing a sapphire ingot grown using polycrystalline alumina as a raw material.
  • the sapphire plate is, for example, a disc having a diameter of 10 mm to 200 mm and a thickness of 0.1 mm to 2.0 mm.
  • the method of growing the sapphire ingot There is no particular limitation on the method of growing the sapphire ingot. It is possible to use a sapphire ingot grown by an edge-defined film-fed growth (EFG) method, a CZ (czochralski method), a chiroporous method or the like.
  • EFG edge-defined film-fed growth
  • CZ czochralski method
  • chiroporous method or the like.
  • a fixing hole or the like for fixing the substrate 2 to the rotation holding portion is formed in the sapphire plate.
  • arithmetic mean roughness Ra of both the main surfaces of a sapphire plate may be 1.0 micrometer or less with a lapping apparatus.
  • Lapping may be performed, for example, in a self-weight mode using a cast iron platen and diamond abrasive grains having an average particle diameter of 25 ⁇ m.
  • Arithmetic mean roughness Ra in this specification is a value based on JIS B0601 (2013).
  • Arithmetic mean roughness Ra can be measured using, for example, a laser microscope VK-9510 manufactured by Keyence Corporation. Measurement conditions are, for example, color ultra depth measurement mode, measurement magnification 1000 times, measurement pitch 0.02 ⁇ m, cutoff filter ⁇ s 2.5 ⁇ m, cutoff filter ⁇ c 0.08 mm, measurement length 100 ⁇ m to It may be 500 ⁇ m.
  • heat treatment may be performed to reduce residual stress and crystal defects on the surface and inside of the sapphire plate or to improve light transmittance.
  • the sapphire plate is kept in an inert gas atmosphere such as argon or in vacuum at a temperature of at least 1800 ° C. and at a temperature of 2000 ° C. for 5 hours or more, and then cooled to room temperature for 6 hours or more. Cool down. Thereby, rearrangement of atoms proceeds on the surface and inside of the sapphire substrate, crystal defects and internal stress are reduced, and light transmittance is improved.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • colloidal silica is performed to mirror-polish both main surfaces of the sapphire plate so that the arithmetic average roughness Ra is 30 nm or less, preferably 1 nm or less. Can be manufactured.
  • a phosphor or a color filter to be the colored portion 3 is formed on a desired region of the first surface 2 a of the substrate 2 by a method such as vapor deposition, application and baking.
  • the heat dissipating part 4 made of silver, copper, gold, aluminum or the like by a method such as vapor deposition, coating, and baking.
  • the heat radiating portion 4 may be formed by applying and baking a composition containing a metal powder and a glass powder.
  • the heat radiating portion 4 When the heat radiating portion 4 is formed at a high temperature, residual stress occurs in the substrate 2 and the heat radiating portion 4. If the formation temperature of the heat radiation part 4 is 600 ° C. or higher, the residual stress is relatively large compared to the thermal stress due to the heat generation of the colored part 3 and deformation of the color wheel 1 is suppressed, which is preferable.
  • the manufacturing method of color wheel 1 of this indication is inner skin 2c which connects the 1st surface 2a, the 2nd surface 2b which counters this 1st surface 2a, and the 1st surface 2a and the 2nd surface 2b.
  • preparing the transparent substrate 2 having the outer peripheral surface 2d forming the colored portion 3 on the first surface 2a for converting the excitation light emitted from the light source into converted light having different wavelengths, and A heat dissipation part 4 having a thermal conductivity larger than that of the substrate 2 is formed in the area on the outer peripheral surface 2 d side of the colored part 3 of the area outside the optical path of at least one of the surface 2 a or the second surface 2 b And the step of Therefore, it is possible to provide a color wheel that is resistant to thermal deformation.
  • Either of the colored portion 3 and the heat radiating portion 4 may be formed first. It is preferable to form the colored portion 3 before or simultaneously with the heat dissipation portion 4 because the residual stress generated by the formation of the heat dissipation portion 4 does not change. Forming the heat radiating portion 4 earlier than the colored portion 3 is preferable in that the colored portion 3 is not damaged by the heat when firing the heat radiating portion 4 and the degree of freedom of the firing condition of the heat radiating portion 4 is improved.
  • Such a color wheel is also applicable to a transmissive color wheel in which converted light propagates to the side opposite to the light source. Therefore, it is possible to provide a color wheel that is resistant to thermal deformation and a highly reliable projector provided with this color wheel.
  • the color wheel 1 may be provided with an anti-reflection film for reducing the reflection of light from the light source on the light incident surface of the light source, or it may be converted to the opposite side of the colored light You may provide the dichroic film which reflects light and permeate
  • Example 1 Two sapphire substrates each having a diameter of 100 mm and a thickness of 1 mm are prepared.
  • the first surface 2a (1a) has a colored portion 3 and a heat radiating portion 4 as shown in FIG.
  • the color wheel 1 was produced, which is positioned closer to the inner peripheral surface 2 c than the colored portion 3.
  • Example 2 Two sapphire substrates each having a diameter of 100 mm and a thickness of 1 mm are prepared, and as Example 2, as shown in FIG. 7, a color is provided on the first surface 2a with the heat dissipation portion 41 closer to the outer circumferential surface 2d than the colored portion 3 Wheel 1 was created.
  • Example 3 Two sapphire substrates each having a diameter of 100 mm and a thickness of 1 mm are prepared, and as Example 2, a color is provided as shown in FIG. 12 on the second surface 2 b with the heat dissipation portion 4 closer to the outer peripheral surface 2 d than the colored portion 3. Wheel 1 was created.
  • the color wheel 20 which has a coloring part in the 1st surface 20a, and does not have the thermal radiation part 4 was produced.
  • a paste containing silver particles and silica-based glass was applied and fired at a firing temperature of 800 ° C. to form the heat radiating portion 4 having a thickness of about 50 ⁇ m.
  • Ring-shaped sapphire having an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 70 mm, and a thickness of 10 mm for heating the colored portion 3 with the colored portion 3 down on the color wheel 1 of Examples 1 to 3 and the color wheel 20 of the comparative example.
  • the heat dissipating performance was compared by placing on a hot plate heated to 160 ° C. and heating for 10 minutes and measuring the warpage before and after heating.
  • the measurement of curvature measured the change of the height from the hot plate of the outermost periphery of color wheel 1 (20) before and behind heating using the Mittoyo make lever type dial gauge on the hot plate.
  • the measurement was repeated three times, and the average value was taken as the value of the warpage change.
  • Example 1 the change in warpage was 5 ⁇ m before and after heating.
  • Example 3 the change in warpage was 0 ⁇ m before and after heating.
  • the change in warpage was 20 ⁇ m before and after heating.

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Abstract

本開示のカラーホイールは、第１面（２ａ）と、この第１面（２ａ）と対向する第２面（２ｂ）と、第１面（２ａ）と第２面（２ｂ）とを接続する外周面（２ｄ）と内周面（２ｃ）とを備え、回転中心（１ｃ）を有する透明な基板（２）と、基板（２）の第１面（２ａ）側に配置され、光源から照射された励起光を波長の異なる変換光に変換する着色部（３）と、第１面（２ａ）または第２面（２ｂ）の少なくともいずれかの励起光および変換光の光路外の領域の、着色部（３）よりも基板（２）の外周面（２ｄ）または内周面（２ｃ）側に配置され、基板（２）よりも熱伝導率が大きい放熱部（４）とを備える。

Description

カラーホイール、およびプロジェクタ
　本開示は、カラーホイール、およびこのカラーホイールを備えたプロジェクタに関する。
　従来、カラーホイールを用いたプロジェクタが知られている。カラーホイールの一主面には蛍光体などからなる着色部が設けられ、この着色部は光源から照射された光（光源の光）を他の波長の光（変換光）に変換する。波長変換の際に、照射された光のエネルギーの一部は熱となる。そのため、カラーホイールにおいて着色部が設けられた面は、その反対の面と比べて高温となり、カラーホイールは熱膨張により変形（熱変形）する。
　特許文献１の図８には、透明な非金属材料からなる本体の前表面に波長変換層（着色部）と反射層、後表面の波長変換層の位置と対応する位置に放熱接着層を介して金属、グラファイトからなる放熱シートを有するカラーホイールが記載されている。
　特許文献２の図７、８には、蛍光体層の第１の主面の上に設けられる第１のガラス層と、第２の主面の上に設けられる第２のガラス層とを備え、第１のガラス層の上に、金属からなる反射層が設けられたカラーホイールにおいて、蛍光体層に発生した熱を、反射層を通って外部に放出させることが記載されている。
　カラーホイールには、光源の光の照射面とは反対側の面に変換光を放出する透過型と、光源の光の照射面と同じ側の面に変換光を放出する反射型とがある。特許文献１および２は、反射型カラーホイール用の構成である。例えば、サファイア製のカラーホイール本体の可視光の透過率が９８％程度であるのに対し、反射型カラーホイールに用いられるアルミニウム反射膜の可視光の反射率は９０％程度であるので、透過型のカラーホイールは、反射型のカラーホイールよりも光の損失が少ない（省電力である）という利点がある。カラーホイールに対して垂直に光源の光を照射することができるので、光路が短く、コンパクトなプロジェクタを構成することができる。
特開２０１７－１１１４１８号公報 特開２０１５－１４３８２４号公報
　本開示のカラーホイールは、第１面と、この第１面に対向する第２面と、前記第１面と第２面とを接続する外周面とを備え、回転中心を有する透明な基板と、前記第１面に配置され、光源から照射された励起光を波長の異なる変換光に変換する着色部と、前記第１面または前記第２面の少なくともいずれかの前記励起光および前記変換光の光路外の領域の、前記着色部よりも前記基板の外周面または内周面側に配置され、前記基板よりも熱伝導率が大きい放熱部とを備える。
　本開示のプロジェクタは、前記カラーホイールを備える。
本開示のカラーホイールの一実施形態を示す概略上面図。 図１ＡのＡ－Ａ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図２ＡのＢ－Ｂ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図３ＡのＣ－Ｃ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図４ＡのＤ－Ｄ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図５ＡのＥ－Ｅ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図６ＡのＦ－Ｆ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図７ＡのＧ－Ｇ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図８ＡのＨ－Ｈ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図９ＡのＩ－Ｉ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図１０ＡのＪ－Ｊ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図１１ＡのＫ－Ｋ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図１２ＡのＬ－Ｌ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略上面図。 図１３ＡのＭ－Ｍ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの他の実施形態を示す概略図上面図。 図１４ＡのＮ－Ｎ´線断面図である。 本開示のカラーホイールの一例で示す断面ＳＥＭ写真である。 従来のカラーホイールを示す概略上面図。 図１６ＡのＸ－Ｘ´線断面図である。
＜カラーホイールとプロジェクタ＞
　本開示のカラーホイール１およびプロジェクタについて、図を参照しながら説明する。
　図１は、カラーホイール１の一実施形態を示す概略図である。図２～１４は、カラーホイール１の他の実施形態を示す概略図である。図１５は、カラーホイール１の断面ＳＥＭ写真である。図１６は従来のカラーホイール２０を示す概略図である。
　図１に示すように、カラーホイール１は、第１面２ａと、この第１面２ａに対向する第２面２ｂと、第１面２ａと第２面２ｂとを接続する内周面２ｃと外周面２ｄとを有する透明な基板２と、基板２の第１面２ａ側に配置された、励起光を波長の異なる変換光に変換する着色部３（赤色着色部３Ｒ、緑色着色部３Ｇ）と、第１面２ａまたは第２面２ｂの少なくともいずれかの励起光および変換光の光路外の領域の、着色部３よりも内周面２ｃ側に配置され、基板２よりも熱伝導率が大きい放熱部４とを備える。カラーホイール１は、回転中心１ｃを中心として回転させて使用される。
　本開示のプロジェクタ（不図示）は、カラーホイール１に光を照射する光源と、カラーホイール１を保持して回転させる回転保持部と、多数のマイクロミラーを有するデジタルミラーデバイスとを備える。
　カラーホイール１は、照射光によって発熱した着色部３からの熱により熱変形する。カラーホイール１は高速で回転して使用されるため、熱変形すると、回転数の変化が生じる。カラーホイール１の熱変形が大きい場合は、遠心力や他の部材への接触による破損したりするおそれがある。
　放熱部４の熱は、カラーホイール１の回転にともない周辺の空気に放熱される。カラーホイール１は外周面２ｄ側ほど回転時の線速度が大きく、面積も大きい。カラーホイール１は、着色部３よりも外周面２ｄ側に放熱部４を備えているので、空気中への放熱量を大きくすることができる。
　カラーホイール１は、上記構成を有するので、耐熱性、放熱性、剛性に優れ、熱変形しにくい。特に、光源の光の照射面とは反対側の面に変換光を放出する透過型のカラーホイール１に好適である。カラーホイール１は、信頼性の高いプロジェクタを構成することができる。また、カラーホイール１は、高出力な光源と組み合わせて、高輝度なプロジェクタを構成することができる。
　基板２および放熱部４の熱伝導率は、例えば、レーザーフラッシュ法を用いて測定できる。
　基板２は、円板状で、直径は１０ｍｍ～２００ｍｍ、厚みは０．１ｍｍ～２．０ｍｍである。
　基板２は、例えばサファイアからなる。サファイアは、熱伝導性および放熱性に優れており温度上昇を抑制できる点、剛性が高く変形し難い点、機械強度が強く比較的強く破損し難い点、光の透過性が高い点において、基板２として優れている。基板２は、内周面２ｃを有さない円板状であってもよい。
　着色部３は、例えば蛍光体からなる。図１に示すカラーホイール１では、着色部３として、赤色着色部３Ｒ、緑色着色部３Ｇを有している。このようなカラーホイール１に対して用いる光源には、青色レーザなどが使用される。赤色着色部３Ｒ、緑色着色部３Ｇは、照射光（青色）を赤色光、緑色光に変換し、それぞれ所定の中心角（例えば１２０°）を有する環状扇形領域に形成される。
　放熱部４の主成分は、例えば、銀、銅、金、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属である。放熱部４の厚みは、例えば１０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～２００μｍである。放熱部４が、金属部と複数のガラス部とを含むメタライズ層であると、放熱部４と基板２との界面付近に存在するガラス部により、基板２と金属部とが強固に固着される。放熱部４がガラス部を含んでいる場合は、金属単体と比べて剛性が高い。そのため、カラーホイール１の熱変形を低減できる。ガラス部は、例えば、酸化ケイ素を主成分とするガラスである。放熱部４の、第１面２ａまたは第２面２ｂに垂直な断面におけるガラス部の面積比率（以下、ガラス比率という）が１０％以下であると特に好適である。
　放熱部４は、第１面２ａまたは第２面２ｂに垂直な断面視で基板２に接する面を含む第１領域４ａと、基板２とは反対側の面を含む第２領域４ｂとを有する。この第１領域４ａのガラス比率が、第２領域４ｂのガラス比率よりも大きいと、ガラス比率の大きい第１領域４ａによって基板２との固着が大きくなり、ガラス比率の小さい第２領域４ｂによって、放熱部４全体の放熱性能が大きくなる。
　放熱部４は、さらに複数の気孔を有していてもよい。気孔は、放熱部の熱応力や残留応力を緩和し、変形、破損を抑制する機能を有する。ただし、気孔が大きすぎたり、気孔率が大きすぎると、放熱性能が低下する。そのため、気孔の平均重心間距離Ｌと平均円相当径Ｄの比率であるＬ／Ｄが４以上であることが好ましい。Ｌ／Ｄが４以上であれば、応力緩和と放熱性能とを両立できる。
　図１５に、カラーホイール１の断面ＳＥＭ写真（反射電子像）を示す。図中で、放熱部４は、最も白い部分が金属部、黒い部分が気孔、両者の中間明るさの部分がガラス部である。気孔とガラス部はそれぞれ複数存在している。ガラス比率、重心間距離、円相当径は、このような断面ＳＥＭ写真から、画像解析ソフトを用いて求めることができる。例えば、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）を用い、設定条件として、明度を明、小図形除去面積を０．１μｍ2、雑音除去フィルタを有とし、画像の明暗を示す指標であるしきい値を、画面上に現れるマーカーが粒子の形状と一致するように調整して求めることができる。図１５において、第１領域４ａのガラス比率は１２．０％、第２領域のガラス比率は４．９％、放熱部４全体のガラス比率は８．０％である。気孔の平均重心間距離Ｌは７．７μｍ、気孔の平均円相当径Ｄは１．４μｍ、Ｌ／Ｄは５．５である。
　カラーホイール１は、発熱源である着色部３のある第１面１ａ（基板２の第１面２ａに相当）が、第２面１ｂ（基板２の第２面２ｂに相当）よりも高温になりやすい。カラーホイール１が、基板２の第１面２ａ側に放熱部４を備えていると、着色部３の発熱を速やかに放熱部４に伝達できる。そのため、着色部３と放熱部４との距離が近いことがよく、直接接していると特に好適である。
　カラーホイール１は、図２、３のように、第２面１ｂ側にも放熱部４を備えていると、第１面１ｂ側の放熱も大きくなるので好適である。特に、第１面１ａ側と第１面１ｂ側の両方に相対するように放熱部４を備えていると、後述のように、放熱部４の形成後のカラーホイール１の変形が小さいので好適である。
　カラーホイール１が、図４、５のように、着色部３よりも回転中心１ｃ側に放熱部４を備えていると、着色部３の熱を、回転保持部にも熱伝導により放熱することができるので、放熱性能が向上する。図６のように、基板２の第１面２ａ側と第２面２ｂ側とを接続する放熱部４を備えていると、特に好適である。
　カラーホイール１は、図７に示すように、第１面２ａにおいて、着色部３よりも外周面２ｄの近くに、基板２よりも熱伝導率が大きい放熱部４１を備える。この放熱部４１は、励起光の光路領域外に位置していてもよい。放熱部４１は、間隔をおいて複数配置されてもよく、環状の一体物であってもよい。
　カラーホイール１は、図８、図９のように、第２面２ｂ側に放熱部４１を備えていてもよい。このように、第２面２ｂ側にも放熱部４１を備えているときには、第２面２ｂ側においても放熱性能が向上する。そのため、さらにカラーホイール１は熱変形しにくくなる。特に、第１面２ａの平面透視において、第１面２ａに位置する放熱部４１と、第２面２ｂ側に位置する放熱部４１とが重なっているときには、放熱部４１の位置の違いによる回転支障や変形が少ない。
　さらに、本カラーホイール１は、図１０、１１のように、着色部３よりも基板２の回転中心１ｃの近くに放熱部４２を備えていてもよい。このような構成を満たしているときには、波長変換時に生じた熱を、基板２の中心側においても放熱することができるため、熱変形しにくくなる。
　基板２が内周面２ｃを有しているときには、カラーホイール１を保持する回転保持部にも熱伝導により放熱することができるため、放熱性能が向上する。さらに、放熱性能が向上する構成としては、図９に示すように、基板２の第１面２ａから第２面２ｂにわたって放熱部４１を備えていてもよい。なお、放熱部４１および放熱部４２は、先述した放熱部４と同じものである。
　図１２に示すカラーホイール１は、第２面２ｂにおける光路領域外に、基板２よりも熱伝導率が大きい放熱部４を備える。
　図１２に示すカラーホイール１は、第２面２ｂにおける光路領域外に、基板２よりも熱伝導率が大きい放熱部４を備えることから、基板２の厚み方向、すなわち第１面２ａから第２面２ｂへの熱伝達が促進され、放熱部４による放熱により、熱変形が少ない。
　波長変換時に生じた熱は、カラーホイール１の回転にともない周辺の空気に放熱される。カラーホイール１は外周面２ｄ側ほど回転時の線速度が大きく、面積も大きい。カラーホイール１が、図１２、１４のように光路外領域における外周面２ｄ側に放熱部４を備えているときには、空気中への放熱量を大きくすることができる。そのため、放熱性能が向上し、カラーホイール１は熱変形しにくくなる。
　図１３、１４のように、カラーホイール１が、光路外領域における基板２の中心１ｃの近くに放熱部４を備えていてもよい。このような構成を満たしているときには、基板２の中心側における熱変形が少なくなる。カラーホイール１では、着色部３を備える第１面２ａは、波長変換時において第２面２ｂよりも高温になり、第１面２ａは、凸状になるような熱変形をするが、光路外領域における基板２の中心の近くに放熱部４を備えていることにより、第２面２ｂ側に熱が逃げようとする。そのため、第１面２ａは、凸状となる熱変形が抑制される。
　波長変形時において、カラーホイール１の第１面２ａが第２面２ｂよりも高温になると、基板２は第１面２ａが凸状になる方向に熱変形をする。基板２は、着色部３を備える第１面２ａが、波長変換していないときにおいて、凹状であってもよい。カラーホイール１の残留応力が着色部３の発熱による熱応力を打ち消すような応力を備えている場合や、着色部３の発熱による熱応力よりも大きい範囲にある場合、変形が抑制されるので好適である。
　具体的には、放熱部４を焼成などの室温よりも高温となる方法で形成すると、形成温度と室温との温度差、基板２と放熱部４の熱膨張係数差により、基板２および放熱部４に残留応力が生じる。一般に、金属は熱膨張係数が大きいので、基板２は、放熱部４が形成された側の面が圧縮応力となり、放熱部４が形成された側の面が凹状となるような変形が生じる。
　カラーホイール１が第１面２ａ側に高温で形成された放熱部４を備えているときには、第１面２ａが凹状となり、波長変換時における第１面２ａの凸状への熱変形が抑制される。これは、第１面２ａの残留応力と、波長変換時の熱応力とが相殺されることによるものと推察される。
　カラーホイール１が、第１面１ａと第２面１ｂの両方に放熱部４を備えていると、放熱部４の形成による残留応力が相殺されて、放熱部４の形成後によるカラーホイール１の変形が小さくなるので好適である。特に、第１面２ａの平面透視において、第１面２ａおよび第２面２ｂに位置する放熱部４が重なり合うような配置であれば、放熱部４の形成時における基板２の変形を抑制することができる。第１面１ａと第２面１ｂの放熱部４の設計（位置、面積、厚み等）を、カラーホイール１の使用条件（加熱条件）に合わせて適宜設計することにより、さらに、カラーホイール１の変形を抑制することができる。
　プロジェクタの光源の配置はカラーホイール１の第１面１ａ側であっても第２面１ｂ側であってもよい。着色部３からのカラーホイール１の変換光が第１面１ａ側に放出されるようにする（透過型のプロジェクタであれば、光源を第２面１ｂ側に配置する）と、変換光が基板２を透過することによる光量の減衰が生じないので特によい。着色部３と放熱部４とが直接接している場合、着色部３と放熱部４との重なり部が、放熱部４が光源側となるように積層されていると、着色部３の熱が速やかに放熱部４に伝達されるので好適である。
＜カラーホイールの製造方法＞
　本実施形態のカラーホイール１の製造方法について説明する。
　まず、基板２の材料となるサファイア板を準備する。サファイア板は多結晶アルミナを原材料として育成されたサファイアインゴットを切断、加工して形成される。サファイア板は、例えば、直径が１０ｍｍ～２００ｍｍ、厚みが０．１ｍｍ～２．０ｍｍの円板状である。
　サファイアインゴットの育成方法に特に制限はない。ＥＦＧ（Ｅｄｇｅ－ｄｅｆｉｎｅｄ　ｆｉｌｍ－ｆｅｄ　Ｇｒｏｗｔｈ）法、ＣＺ（チョクラルスキー法）、カイロポーラス法などで育成したサファイアインゴットを使用することができる。
　そして、サファイア板に、基板２を回転保持部に固定するための固定用穴等を形成する。
　続いて、ラッピング装置により、サファイア板の両主面の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以下となるように加工する。ラッピングは、例えば、鋳鉄製の定盤と平均粒径２５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて自重モードで行えばよい。
　本明細書における算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１（２０１３）に準拠する値である。算術平均粗さＲａは、例えばキーエンス社製レーザ顕微鏡装置ＶＫ－９５１０を用いて測定することができる。測定条件は、例えば、測定モードをカラー超深度、測定倍率を１０００倍、測定ピッチを０．０２μｍ、カットオフフィルタλｓを２．５μｍ、カットオフフィルタλｃを０．０８ｍｍ、測定長さを１００μｍ～５００μｍとするとよい。
　ラッピング後に、サファイア板の表面および内部の残留応力と結晶欠陥の低減、または光の透過率の向上のための熱処理を行ってもよい。熱処理の具体的な条件としては、サファイア板をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中、または真空中で１８００℃以上、２０００℃以下の温度で５時間以上保持した後、６時間以上の降温時間で室温まで冷却する。これにより、サファイア基板の表面および内部において、原子の再配列が進行し、結晶欠陥や内部応力が低減し、光の透過率が向上する。
　続いて、コロイダルシリカを用いたＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を行い、サファイア板の両主面を算術平均粗さＲａが３０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下となるように鏡面研磨加工することで、基板２を製造することができる。
　そして、基板２の第１面２ａの所望の領域に、着色部３となる蛍光体またはカラーフィルタを蒸着、塗布・焼成などの方法で形成する。
　さらに、基板２の第１面２ａまたは第２面２ｂのうち、少なくとも一方の面の所望の領域の励起光および変換光の光路外の領域（少なくとも着色部３よりも外周面２ｄ側の領域を含む）に、蒸着、塗布・焼成などの方法で、銀、銅、金、アルミニウムなどからなる放熱部４を形成する。放熱部４は、金属粉末とガラス粉末とを含む組成物を塗布、焼成して形成してもよい。
　放熱部４を高温で形成すると、基板２および放熱部４には残留応力が生じる。放熱部４の形成温度が６００℃以上であれば、残留応力が着色部３の発熱による熱応力と比べて比較的大きく、カラーホイール１の変形が抑制されるので好適である。
　以上、本開示のカラーホイール１の製造方法は、第１面２ａと、この第１面２ａに対向する第２面２ｂと、第１面２ａと第２面２ｂとを接続する内周面２ｃと外周面２ｄとを有する透明な基板２を準備する工程と、第１面２ａに、光源から照射された励起光を波長の異なる変換光に変換する着色部３を形成する工程と、第１面２ａまたは第２面２ｂの少なくともいずれかの励起光および変換光の光路外の領域の着色部３よりも外周面２ｄ側の領域に、基板２よりも熱伝導率が大きい放熱部４を形成する工程とを備える。そのため、熱変形しにくいカラーホイールを提供することができる。
　着色部３と放熱部４とはどちらを先に形成してもよい。着色部３を放熱部４よりも先に、または同時に形成すると、放熱部４の形成によって生じた残留応力が変化しないので好適である。放熱部４を着色部３よりも先に形成すると、放熱部４を焼成する際の熱による着色部３の損傷がなく、放熱部４の焼成条件の自由度が向上する点で好適である。
　このようなカラーホイールによれば、変換光が光源と反対側に伝搬する透過型カラーホイールにも適用可能である。そのため、熱変形しにくいカラーホイール、およびこのカラーホイールを備えた信頼性の高いプロジェクタを提供することができる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改良および変更を行なってもよい。例えば、カラーホイール１は、光源の光の入射する面に光源の光の反射を低減するための反射防止膜を備えていてもよいし、着色部３の変換光出射側とは反対側に変換光を反射し、光源の光を透過するダイクロイック膜を備えていてもよい。
（実施例１）
　直径１００ｍｍ、厚さ１ｍｍのサファイア基板を２枚準備し、実施例１として、図１に示すような、第１面２ａ（１ａ）に着色部３と放熱部４とを有し、放熱部４が着色部３よりも内周面２ｃ側に位置するカラーホイール１を作製した。
（実施例２）
　直径１００ｍｍ、厚さ１ｍｍのサファイア基板を２枚準備し、実施例２として、図７に示すような、第１面２ａにおいて、着色部３よりも外周面２ｄの近くに放熱部４１を備えるカラーホイール１を作成した。
（実施例３）
　直径１００ｍｍ、厚さ１ｍｍのサファイア基板を２枚準備し、実施例２として、図１２に示すような、第２面２ｂにおいて、着色部３よりも外周面２ｄの近くに放熱部４を備えるカラーホイール１を作成した。
　比較例として、図１６に示すような、第１面２０ａに着色部を有し、放熱部４を有さないカラーホイール２０を作製した。実施例では、銀粒子とシリカ系ガラスとを含むペーストを塗布し、焼成温度８００℃で焼成して厚み約５０μｍの放熱部４を形成した。
　実施例１～３のカラーホイール１と比較例のカラーホイール２０とを、それぞれ着色部３を下にして、着色部３を加熱するための外形８０ｍｍ、内径７０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのリング状のサファイアを介して１６０℃に加熱したホットプレート上に置いて１０分間加熱し、加熱前後の反りを測定することで、放熱性能を比較した。反りの測定は、ホットプレート上でミツトヨ社製てこ式ダイヤルゲージを用いて、加熱前後のカラーホイール１（２０）の最外周部のホットプレートからの高さの変化を測定した。実施例と比較例で、それぞれ測定を３回繰り返して、平均値を反り変化の値とした。
　実施例１および２では、加熱前後で反りの変化は５μｍであった。実施例３では、加熱前後で反りの変化は０μｍであった。比較例では加熱前後で反りの変化は２０μｍであった。
１、２０：カラーホイール
１ａ：第１面
１ｂ：第２面
１ｃ：回転中心
２　：基板
２ａ：第１面
２ｂ：第２面
２ｃ：内周面
２ｄ：外周面
３　：着色部
３Ｒ：赤色着色部
３Ｇ：緑色着色部
４：放熱部
４１，４２：放熱部
４ａ：第１領域
４ｂ：第２領域

Claims (16)

  1. 　第１面と、この第１面に対向する第２面と、前記第１面と第２面とを接続する外周面と内周面とを備え、回転中心を有する透明な基板と、
    前記第１面に配置され、光源から照射された励起光を波長の異なる変換光に変換する着色部と、
    前記第１面または前記第２面の少なくともいずれかの前記励起光および前記変換光の光路外の領域の、前記着色部よりも前記基板の外周面または内周面側に配置され、前記基板よりも熱伝導率が大きい放熱部とを備える、カラーホイール。
  2. 　前記放熱部が、前記着色部よりも前記外周面側に配置されている、請求項１に記載のカラーホイール。
  3. 　少なくとも前記第１面に前記放熱部を備える、請求項１または２に記載のカラーホイール。
  4. 　前記第１面および前記第２面に前記放熱部を備える、請求項１または２に記載のカラーホイール。
  5. 　前記第１面から前記第２面まで前記放熱部が連続して配置されている、請求項４に記載のカラーホイール。
  6. 　前記第１面の前記着色部よりも前記基板の回転中心側に前記放熱部を備える、請求項２から５のいずれかに記載のカラーホイール。
  7. 　前記第２面に前記放熱部を備える、請求項１または２に記載のカラーホイール。
  8. 　前記放熱部は、金属部とガラス部とを含む、請求項１から７のいずれかに記載のカラーホイール。
  9. 　前記基板がサファイアからなる、請求項１から８のいずれかに記載のカラーホイール。
  10. 　前記放熱部は、前記第１面または前記第２面に垂直な断面視で、前記基板に接する面を含む第１領域と、前記基板とは反対側の面を含む第２領域とを有し、前記第１領域の前記ガラス部の面積比率が、前記第２領域の前記ガラス部の比率よりも大きい、請求項１から９のいずれかに記載のカラーホイール。
  11. 　前記放熱部の断面の前記ガラス部の面積比率が１０％以下である、請求項８から１０のいずれかに記載のカラーホイール。
  12. 　前記放熱部は、複数の気孔を有し、前記気孔の平均重心間距離Ｌと平均円相当径Ｄの比率Ｌ／Ｄが４以上である、請求項１から１１のいずれかに記載のカラーホイール。
  13. 　前記第１面側に位置する放熱部と、前記第２面側に位置する放熱部とが、第１面側からの平面透視において重なっている、請求項４に記載のカラーホイール。
  14. 　前記基板において、同一面上にある放熱部および着色部が直接接している、請求項１に記載のカラーホイール。
  15. 　前記着色部と放熱部との重なり部が、放熱部が光源側となるように積層されている、請求項１４に記載のカラーホイール。
  16. 　請求項１から１５のいずれかに記載のカラーホイールを備える、プロジェクタ。
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