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WO2018159536A1 - 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

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 Download PDF

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WO2018159536A1
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phosphor wheel
light
blade
phosphor layer
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PCT/JP2018/006975
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賢治 池應
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors

Definitions

  • the present disclosure relates to a phosphor wheel, a phosphor wheel device including the phosphor wheel, a light conversion device, and a projection display device.
  • a projection display device uses a laser diode as a light source, excites a phosphor with light emitted from the laser diode, and uses light emitted from the phosphor.
  • a laser diode as a light source
  • excites a phosphor with light emitted from the laser diode and uses light emitted from the phosphor.
  • a phosphor layer is formed on a disk substrate, and is attached to a motor and rotated, so that the fluorescent light emitting portion is always rotated to suppress the temperature rise of the phosphor.
  • Patent Document 1 discloses a plurality of openings formed along the circumferential direction, and a blade provided on a surface opposite to the surface provided adjacent to the opening and provided with the phosphor layer. (Fan blade) is disclosed.
  • the conventional phosphor wheel has the following problems.
  • An object of the present disclosure is to provide a phosphor wheel capable of improving the cooling effect as compared with the prior art, a phosphor wheel device including the phosphor wheel, a light conversion device, and a projection display device.
  • the phosphor wheel according to the present disclosure includes a disc-shaped first surface, a second surface opposite to the first surface, an annular phosphor layer provided on the first surface, A plurality of openings and a plurality of first blade portions are provided.
  • the plurality of openings are arranged along the circumferential direction on the inner peripheral side of the annular phosphor layer.
  • the plurality of first blade portions are arranged adjacent to the plurality of openings on the first surface, respectively, and send air to the surface of the phosphor layer.
  • the cooling effect can be improved as compared with the conventional one.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a projection display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the light conversion device included in the projection display device of FIG.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the light conversion device of FIG.
  • FIG. 4A is a perspective view showing a configuration of a heat absorber disposed inside the light conversion device of FIG. 2 and a heat exhauster thermally connected to the heat absorber.
  • FIG. 4B is a plan view of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the light conversion device of FIG. 6A is a perspective view showing a guide formed on the inner surface of the case portion of the light conversion device of FIG. 2.
  • FIG. 6B is a plan view of FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a first surface side of the phosphor wheel of the phosphor wheel device included in the light conversion device of FIG. 2.
  • FIG. 7B is a perspective view showing a second surface side of the phosphor wheel of FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a side view showing the flow direction of the air flow generated by rotating the phosphor wheel shown in FIG. 7A and the like.
  • FIG. 8B is a plan view of FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a side view showing a lens disposed close to the phosphor layer portion of the phosphor wheel shown in FIG. 7A and the like.
  • 10A is a plan view showing the configuration of the phosphor wheel shown in FIG. 7A and the like.
  • FIG. 10B is an enlarged view of a main part of FIG. 10A.
  • 10C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 10B.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a configuration of a disk-shaped member that constitutes the phosphor wheel illustrated in FIG. 10A and the like.
  • FIG. 12A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12B is an enlarged view of a main part of FIG. 12A.
  • 12C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 12B.
  • FIG. 13A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13B is an enlarged view of a main part of FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 13B.
  • FIG. 14A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • 14B is an enlarged view of a main part of FIG. 14A.
  • 14C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 14B.
  • FIG. 15A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15B is an enlarged view of a main part of FIG. 15A.
  • FIG. 15C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 15B.
  • FIG. 15A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15B is an enlarged view of a main part of FIG. 15
  • FIG. 16A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16B is an enlarged view of a main part of FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 16B.
  • a phosphor Hall device, a light conversion device, and a projector (projection display device) 100 equipped with a phosphor wheel according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a projection display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a projector (projection type display device) 100 is a DLP (Digital Light Processing) system equipped with one spatial light modulation element (for example, DMD (Digital Mirror Device) (display element) 7) that modulates light in accordance with a video signal.
  • the projector 100 includes a blue LD (Laser Diode) (light source) 2a, 2b, various optical components, and a light conversion device 20 including a phosphor wheel device 10 that emits fluorescence excited by laser light.
  • LD Laser Diode
  • light conversion device 20 including a phosphor wheel device 10 that emits fluorescence excited by laser light.
  • the projector 100 employs a three-chip DLP system in which three DMDs 7 corresponding to the R, G, and B three primary colors are mounted, but FIG. 1 shows only one DMD 7 for convenience of explanation. It shall be.
  • the projector 100 includes two blue LDs 2a and 2b as light sources, separation mirrors 3a, mirrors 3b and 3c, dichroic mirrors 3d, mirrors 3e, 3f, and 3g, and lenses as optical components. 4a to 4g, a rod integrator 5, a TIR (Total Internal Reflection) (total reflection) prism 6a, a color prism 6b, a DMD 7, a projection lens 8, and a light conversion device 20.
  • TIR Total Internal Reflection
  • the blue LDs 2a and 2b are light sources of the projector 100, and are configured to include a plurality of (m ⁇ n) LDs in the vertical and horizontal directions.
  • the blue LD 2a and the blue LD 2b are arranged in directions orthogonal to each other. Thereby, the light emitted from the blue LDs 2a and 2b travels in directions orthogonal to each other.
  • the separation mirror 3a is provided near the intersection where the laser beams emitted from the two blue LDs 2a and 2b intersect, and separates the laser beams emitted from the respective blue LDs 2a and 2b in two directions.
  • the mirrors 3b and 3c respectively change the traveling direction of the laser light traveling in two directions separated by the separation mirror 3a by 90 degrees.
  • the dichroic mirror 3d is configured using a special optical material, and reflects light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths.
  • the blue laser light emitted from the blue LDs 2a and 2b is transmitted, and red light and green light converted from the blue laser light are reflected by the phosphor wheel device 10 described later.
  • the mirrors 3e, 3f, and 3g guide light of the R, G, and B3 primary colors transmitted or reflected by the dichroic mirror 3d to the projection lens 8 arranged on the most downstream side.
  • the lenses 4a to 4g condense or collimate the blue laser light emitted from the blue LDs 2a and 2b serving as light sources, and the red light and green light obtained by converting the blue laser light in the phosphor wheel device 10.
  • the rod integrator 5 makes the illuminance of incident light uniform.
  • the light incident on the rod integrator 5 repeats total reflection on the inner peripheral surface of the rod integrator 5 and is emitted as a uniform illuminance distribution on the exit surface.
  • the rod integrator 5 is provided at a position where the light reflected by the mirror 3e is incident.
  • the TIR prism 6a converts the traveling direction of incident light using total reflection.
  • the color prism 6b separates the incident light into R, G, and B3 primary colors and reflects them to the three DMDs 7 corresponding to the respective colors arranged on the downstream side.
  • Three DMDs 7 are provided so as to correspond to each of R, G, and B3 primary colors.
  • the DMD 7 modulates the incident light with the video signal, and emits the modulated light to the projection lens 8 via the color prism 6b.
  • the projection lens 8 is disposed on the most downstream side of the optical component mounted on the projector 100, and projects the light incident through the TIR prism 6a, DMD7, and color prism 6b in an enlarged manner on a screen (not shown). .
  • the light conversion device 20 is a device that converts blue light emitted from blue LDs 2a and 2b, which will be described later, into red light and green light using a phosphor, and includes a phosphor wheel device 10.
  • the configuration of the light conversion device 20 including the phosphor wheel device 10 will be described in detail later.
  • the laser beams emitted from the two blue LDs 2a and 2b are distributed in two directions by the separation mirror 3a arranged near the intersection of the two laser beams.
  • the first blue laser light passes through the dichroic mirror 3d via the lens 4c, the mirror 3c, and the lens 4d. Thereafter, after passing through the lens 4 e, it is reflected by the mirror 3 e in the direction of 90 degrees and enters the rod integrator 5.
  • the second blue laser light passes through the lens 4a, the mirror 3b, and the lens 4b, passes through the dichroic mirror 3d, and is irradiated on the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 of the phosphor wheel device 10. At this time, the second blue laser light is converted into red light and green light by exciting the red phosphor and the green phosphor of the phosphor layer 13b, respectively.
  • the converted red light and green light are reflected in the 90 ° direction by the dichroic mirror 3d, and after passing through the lens 4e, are further reflected in the 90 ° direction by the mirror 3e and enter the rod integrator 5.
  • the laser beams of the R, G, and B3 primary colors are mixed in the rod integrator 5 and enter the boundary layer of the TIR prism 6a via the lens 4f and the mirrors 3f and 3g. Since the TIR prism 6a has a total reflection angle, the R, G, and B3 primary color laser beams are reflected and proceed to the color prism 6b.
  • the light separated into R, G, and B3 primary colors is incident on three DMDs 7 respectively.
  • the light rays that have been formed and reflected by the DMD 7 are synthesized by the color prism 6b, pass through the boundary layer of the TIR prism 6a, enter the projection lens 8, and project an image onto the projection screen.
  • the blue laser light emitted from the blue LDs 2 a and 2 b as the excitation light sources is obtained by using the red phosphor and the green phosphor included in the phosphor layer 13 b provided on the surface of the phosphor wheel 13. Excites to produce red and green light. At this time, not all of the energy of the blue laser light is converted into fluorescent light emission, but a part of it is converted into thermal energy, which raises the temperatures of the red phosphor and the green phosphor.
  • the phosphor wheel 13 is rotationally driven by the motor 14 to suppress the temperature rise of the phosphor.
  • the phosphor wheel 13 provided with the blade part 33a and the blade part (second blade part) 33b is used.
  • the blade portion 33a is provided at a position adjacent to the opening 13c on the first surface.
  • the blade portion 33b is provided on the second surface side opposite to the first surface.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of the light conversion device included in the projection display device of FIG.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the light conversion device of FIG.
  • the light conversion device 20 of the present embodiment includes a phosphor wheel device 10, a heat absorber 21, a heat exhaust device 22, an optical lens 23, and a heat pipe 24, which will be described later.
  • the phosphor wheel device 10 in the light conversion device 20 converts the incident blue laser light into red light and green light by irradiating the phosphor.
  • the detailed configuration of the phosphor wheel device 10 will be described in detail later.
  • FIG. 4A is a perspective view showing a configuration of a heat absorber disposed inside the light conversion device of FIG. 2 and a heat exhauster thermally connected to the heat absorber.
  • FIG. 4B is a plan view of FIG. 4A.
  • the heat absorber 21 is disposed inside the case portion 11 of the phosphor wheel device 10 as shown in FIG.
  • the heat absorber 21 has a fin structure through which the airflow formed in the light conversion device 20 passes, and absorbs heat from the airflow including heat generated in the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13. To do.
  • the heat absorber 21 is being fixed to the outer cylinder part 11b and bottom part 11d contained in the case part 11 of the fluorescent substance wheel apparatus 10 using a screw
  • the heat absorber 21 is thermally connected to the heat exhauster 22 via the heat pipe 24.
  • the heat absorber 21 has a plurality of fins 21a and a fixed wall 21b.
  • the plurality of fins 21a are made of a metal having high thermal conductivity, and are arranged radially in a plan view as shown in FIG. 4B. Thereby, the air flow that has entered the gap between the phosphor wheel 13 and the lid portion 11a through the plurality of openings 13c that penetrate the phosphor wheel 13 can be guided radially outward. .
  • the phosphor layer 13b is provided on the surface (first surface) of the phosphor wheel 13 facing the lid portion 11a, the phosphor is effectively blown near the phosphor layer 13b. It is possible to efficiently cool the heat generated in. And when an airflow passes between the several fins 21a, the temperature of an airflow can be reduced because the heat contained in an airflow moves to the fin 21a side.
  • the fixed wall 21b is a part of the inner peripheral surface of the heat absorber 21 fixedly arranged on the outer peripheral side of the blade portions 33a and 33b, and the air flow generated by the blade portions 33a and 33b when the phosphor wheel 13 rotates is fixed. Limit the flow from the center of rotation to the radial direction.
  • the air flow generated by the blade portions 33a and 33b can be efficiently guided through the opening 13c of the phosphor wheel 13 to the side where the phosphor layer 13b is formed. it can.
  • the heat exhauster 22 is disposed outside the case portion 11 of the phosphor wheel device 10. As shown in FIG. 3 and the like, the heat exhauster 22 is thermally connected to the heat absorber 21 via the heat pipe 24, and the heat of the air flow absorbed in the heat absorber 21 is converted into the case portion 11. Exhaust heat to the outside.
  • the heat exhauster 22 has a fin structure including a plurality of fins 22a arranged on the outer peripheral surface.
  • the plurality of fins 22a are made of a metal having a high thermal conductivity, and as shown in FIGS. 4A and 4B, a plurality of fins 22a are arranged along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the heat pipe 24. Exhaust heat from outside air.
  • the optical lens 23 is attached to an opening formed in the lid portion 11a of the case portion 11 via an optical lens holding component 23a. As shown in FIG. 1, the optical lens 23 passes excitation light that excites the phosphor of the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13, and emits light emitted from the phosphor of the phosphor layer 13b. The light is condensed and guided toward the dichroic mirror 3d.
  • the heat pipe 24 thermally connects the heat absorber 21 and the heat exhauster 22 as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • a hollow space is formed inside the heat pipe 24.
  • a small amount of water is sealed in this hollow space.
  • the enclosed water receives heat on the heat absorber 21 side, it is vaporized and moves to the heat exhauster 22 side as water vapor.
  • the steam that has moved to the heat exhauster 22 side is cooled and liquefied in the heat exhauster 22 to become water.
  • the water moves in the hollow space by a capillary phenomenon and moves again to the heat absorber 21 side.
  • the phosphor wheel device 10 of the present embodiment is a device for converting blue light (excitation light) emitted from the blue LDs 2a and 2b into red light and green light. As shown in FIG. 11, a phosphor wheel 13, a motor 14, and a pressure fan 15 are provided.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the light conversion device of FIG.
  • the case portion 11 forms a sealed space that accommodates the phosphor wheel 13, the motor 14, the heat absorber 21, and the like in a cylindrical internal space (see FIG. 3).
  • a circulation path for airflow generated by the blade portions 33 a and 33 b is formed inside the case portion 11 when the phosphor wheel 13 rotates.
  • the case part 11 has the outer cylinder part 11b and the inner cylinder part 11c which are arrange
  • the inside of the case part 11 is communicated at both ends in the axis X direction by the outer cylinder part 11b and the inner cylinder part 11c, and an air flow circulation path is formed therebetween.
  • At least a part of the portion of the case portion 11 that is in contact with the outside air is made of metal. Therefore, even when the inside of the case part 11 is warmed by the heat generated in the phosphor part of the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 installed in the case part 11, the case part 11 is a metal having high thermal conductivity. Therefore, heat can be efficiently released to the outside.
  • case part 11 formed with a metal it is preferable that it is the cover part 11a by the side of the fluorescent substance wheel 13, for example.
  • lid part 11a releases the heat of the air flow to the outside more effectively. Can do.
  • the lid portion 11 a is a substantially rectangular plate-like member, and is attached so as to cover the surface (first surface) of the phosphor wheel 13 on the phosphor layer 13 b side in the case portion 11. It has been. Moreover, the opening part 11aa (refer FIG. 2) in which the optical lens 23 mentioned above is loaded is formed in the cover part 11a.
  • the opening portion 11aa is a through hole formed at a position facing the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 in the lid portion 11a, and blue laser light and excitation light (red, An optical lens 23 through which green) passes is attached.
  • FIG. 6A is a perspective view showing a guide formed on the inner surface of the case portion of the conversion device of FIG. 6B is a plan view of FIG. 6A.
  • the outer cylinder portion 11b is a substantially cylindrical member that forms the side surface of the case portion 11 as shown in FIGS. 3, 6A, and 6B.
  • the outer cylinder portion 11 b is provided with an open portion on the side where the heat absorber 21 housed inside the case portion 11 is connected to the heat exhauster 22 provided outside the case portion 11.
  • the open part is closed by a lid, and the inside of the case part 11 is sealed.
  • the inner cylinder portion 11c is a cylindrical member arranged concentrically with the outer cylinder portion 11b, and is arranged on the inner peripheral side of the outer cylinder portion 11b. And the inner cylinder part 11c is arrange
  • the inner cylinder portion 11c is formed to have a smaller dimension in the axis X direction than the outer cylinder portion 11b.
  • the air flow generated by the blade portions 33a and 33b along with the rotation of the phosphor wheel 13 passes through the communicating portion on the phosphor wheel 13 side from the inner peripheral side of the inner cylinder portion 11c, and the fluorescence of the phosphor wheel 13 It is guided radially outward while passing near the body layer 13b.
  • the air flow passes through the heat absorber 21 and is cooled while moving downward in the direction of the axis X.
  • the air flow cooled by passing through the heat absorber 21 is returned again to the inner peripheral surface side of the inner cylinder portion 11c from the communicating portion on the opposite side to the phosphor wheel 13.
  • the bottom portion 11 d is attached so as to cover the surface on the opposite side in the axis X direction with respect to the lid portion 11 a in the case portion 11.
  • the airflow raising guide 11 e is a guide member for reversing and raising the air flow that has passed through the heat absorber 21 and is cooled, and is formed on the surface of the bottom 11 d on the inner space side of the case portion 11. Is provided.
  • the airflow raising guide 11e has a substantially conical shape centered on the axis X, and raises the airflow flowing from the outer peripheral side to the inner peripheral side by the wind force of the blade portion 33b and the pressure fan 15. To guide.
  • FIG. 7A is a perspective view showing a first surface side of the phosphor wheel of the phosphor wheel device included in the light conversion device of FIG. 2.
  • FIG. 7B is a perspective view showing a second surface side of the phosphor wheel of FIG. 7A.
  • the phosphor wheel 13 is a disk-shaped rotating member that is rotationally driven by a motor 14.
  • the phosphor wheel 13 is a combination of a disk-shaped substrate 13 a and a disk-shaped member 33. It is configured.
  • the substrate 13a has a phosphor layer 13b and an opening 13c.
  • the disc-shaped member 33 has a blade portion 33a (an example of a first blade portion) and a blade portion 33b (an example of a second blade portion).
  • the phosphor layer 13 b is formed by applying a phosphor in a ring shape on the surface facing the optical lens 23.
  • the phosphor layer 13b converts the blue laser light emitted from the blue LDs 2a and 2b into red light and green light.
  • the blade portion 33 b forms an air flow for discharging heat generated when the phosphor of the phosphor layer 13 b of the phosphor wheel 13 is excited in the case portion 11.
  • wing part 33b is extended
  • FIG. 8A is a side view showing the flow direction of the air flow generated by rotating the phosphor wheel shown in FIG. 7A and the like.
  • FIG. 8B is a plan view of FIG. 8A.
  • an opening 13c is formed at a position corresponding to the blade 33b in the phosphor wheel 13. For this reason, the airflow produced by the blade
  • the air flow generated by the blade portion 33b is heated in the vicinity of the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 in the sealed space formed in the case portion 11, and then the outer cylinder portion 11b and the inner cylinder portion 11c. It passes through the heat absorber 21 arranged in the space between.
  • the heated air is cooled by exchanging heat with a small amount of water in the heat pipe 24 connected to the heat absorber 21. Thereafter, the cooled air moves on the inner peripheral side of the inner cylinder part 11c and is sent out toward the phosphor layer 13b side of the phosphor wheel 13 through the opening part 13c.
  • a plurality of openings 13c are provided on the inner peripheral side of the annular phosphor layer 13b provided on the first surface of the phosphor wheel 13.
  • the opening 13c has a trapezoidal shape with a short base near the axis X, and a plurality of openings 13c are arranged along the circumferential direction about the axis X.
  • the opening 13c is provided at a position corresponding to the position where the blade 33b described above is attached.
  • the shape of the opening 13c is not limited to a trapezoid, and may be a substantially fan shape.
  • the air flow generated along the axis X direction by the blade portion 33b passes through the opening portion 13c and is guided to the first surface side where the phosphor layer 13b is formed, as shown in FIG. 8B.
  • the blade 33a moves radially outward.
  • FIG. 9 is a side view showing a lens disposed close to the phosphor layer portion of the phosphor wheel shown in FIG. 7A and the like.
  • the motor 14 is connected to the rotation shaft of the phosphor wheel 13 and rotationally drives the phosphor wheel 13 and the blade portions 33 a and 33 b. And the motor 14 is arrange
  • the motor 14 can be effectively cooled by the cooling air.
  • the pressurizing fan 15 is disposed in an air flow circulation path formed in the case portion 11, and blows air along the air flow direction in the circulation path. That is, the pressurizing fan 15 is arranged to blow air along the direction in which the air flow generated by the blade portion 33b flows.
  • the pressurizing fan 15 is disposed in the case portion 11 at a position between the phosphor wheel 13 and the airflow raising guide 11e.
  • the air flow generated by the blade part 33b becomes the weakest by arranging the pressure fan 15 on the most downstream side.
  • the air flow can be strengthened at the most downstream position.
  • the cooling effect can be further enhanced by increasing the flow velocity of the air flow in the vicinity of the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 where heat is generated in the case portion 11 and in the vicinity of the motor 14 and the like.
  • FIG. 10A is a plan view showing the configuration of the phosphor wheel shown in FIG. 7A and the like.
  • FIG. 10B is an enlarged view of a main part of FIG. 10A.
  • FIG. 10B is an enlarged view of a main part T in FIG. 10A.
  • 10C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 10B.
  • 10C is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. 10B, and a part of the configuration is omitted.
  • the blade 33a is adjacent to the opening 13c on the surface (first surface) on which the phosphor layer 13b is provided, that is, on the surface opposite to the blade 33b. Thus, it is provided so as to extend along the radial direction. As shown in FIG. 5, the blade portion 33 a is radially outward in order to discharge heat generated when the phosphor of the phosphor layer 13 b of the phosphor wheel 13 is excited in the case portion 11. Creates an airflow to go.
  • the blade portion 33 a is formed along the axis X direction by the blade portion 33 b and the pressure fan 15 described above, and the phosphor layer 13 b through a plurality of openings 13 c formed in the phosphor wheel 13. It guide
  • the blade portion 33a is disposed in the vicinity of the optical lens 23 at a position facing the optical lens 23 on the surface provided with the phosphor layer 13b. For this reason, the height of the blade portion 33 a is required to be high enough not to contact the optical lens 23.
  • the cooling effect of the phosphor layer 13b can be improved.
  • the blade portions 33a and 33b provided to form the air flow described above are cut up by a single disk-shaped member made of aluminum. It is formed by that. That is, the blade portions 33a and 33b are formed as a part of a common member.
  • each of the blade portions 33a and 33b is formed by bending a portion cut to form the opening portion 13c to the phosphor layer 13b side and the opposite side, respectively. ing.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a disk-shaped member constituting the phosphor wheel shown in FIG. 10A and the like.
  • the phosphor wheel 13 is configured by combining an aluminum disk-shaped member 33 shown in FIG. 11 and a disk-shaped substrate 13a having an opening 13c.
  • the disk-shaped member 33 has a center hole 33 c at the center, and a plurality of blade portions 33 a and 33 b are oriented in the radial direction around the center hole 33 c. Are respectively formed along the circumferential direction.
  • the disk-shaped member 33 can be aligned by overlapping the central hole 33c with the disk-shaped substrate 13a having an opening formed at the center. And it can also position in the circumferential direction by overlapping so that the blade
  • substrate 13a are fixed by pinching
  • the blade portion 33a provided on the first surface side of the phosphor wheel 13 mounted on the phosphor wheel device 10 and the blade portion 33b provided on the second surface side. Are rotated in an integrated state with the rotation of the phosphor wheel 13, thereby generating an air flow in the case portion 11.
  • the air flow generated by the blade portion 33 b is formed upward in the drawing and passes through the opening 13 c of the phosphor wheel 13.
  • the air flow formed by the blade portions 33a and 33b has a flow that moves radially outward by centrifugal force or the like, but is fixed by the fixed wall 21b of the heat absorber 21 that is arranged close to the radially outer side of the blade portion 33b.
  • the flow to the radially outer side is suppressed.
  • wing part 33b can be suppressed, and an air flow can be efficiently guide
  • the airflow that has passed through the opening 13c of the phosphor wheel 13 is sent outward in the radial direction around the rotation axis by the blade 33a.
  • the air flow moving along the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 is heated by the heat of the phosphor when passing near the surface of the phosphor layer 13b.
  • the air flow heated by the phosphor moves downward in FIG. 5 by the inner surface of the lid 11a and passes through the gaps of the fins 21a of the heat absorber 21.
  • the heat absorber 21 absorbs heat from the heated air flow and cools it.
  • the air flow cooled in the heat absorber 21 moves along the surface of the bottom portion 11d from the lower end portion in the axis X direction of the heat absorber 21, and is guided to the phosphor wheel 13 side by the air flow raising guide 11e. .
  • the heat generated by the phosphor of the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13 can be effectively cooled.
  • a fan is generally provided at a position where air is blown directly from the front surface of the phosphor layer 13b.
  • FIG. 9 it becomes impossible to secure a space for providing the optical lens 23 that is disposed in proximity to the phosphor layer 13 b of the phosphor wheel 13 or the apparatus is arranged due to the arrangement of the fans. There is a risk of increasing the size.
  • the blade portion 33a for forming an air flow for cooling the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13; 33b is provided on the surface of the phosphor wheel 13 on the phosphor layer 13b side and the surface on the opposite side. Furthermore, in this embodiment, in order to guide the air flow generated by the blade portion 33b to the phosphor layer 13b side where the blade portion 33a is provided, the opening portion 13c is provided at a position corresponding to the blade portion 33b of the phosphor wheel 13. Provided.
  • a space for providing the optical lens 23 is secured on the phosphor layer 13b side of the phosphor wheel 13, and the vicinity of the phosphor layer 13b is provided by the blade portion 33a provided on the first surface on the phosphor layer 13b side. An air flow passing through can be formed.
  • the blades 33a and 33b and the optical lens 23 can coexist and the heat generated in the phosphor of the phosphor layer 13b can be effectively cooled without increasing the size of the apparatus.
  • the surface of the phosphor wheel 13 on the side on which the phosphor layer 13b is formed (the second surface) opposite to the surface on which the phosphor layer 13b is formed (second surface), without providing the blade portion,
  • the blade portion 33a may be provided only on the first surface.
  • the pressure fan 15 can guide the air flow rising along the axis X direction through the opening 13c of the phosphor wheel 13 to the outside in the radial direction by the blade portion 33a. Therefore, the heat generated in the phosphor layer 13b can be effectively cooled by sending an air flow along the surface of the phosphor layer 13b of the phosphor wheel 13.
  • the fluorescent substance wheel 13 which provided the blade
  • the present disclosure is not limited to this.
  • FIG. 12A is a plan view showing a configuration of a phosphor wheel according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12B is an enlarged view of a main part of FIG. 12A.
  • FIG. 12B is an enlarged view of the main part U of FIG. 12A.
  • 12C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 12B.
  • 12C is a cross-sectional view taken along the line AA-AA in FIG. 12B, and a part of the configuration is omitted.
  • a phosphor wheel 113 in which a blade portion 133a arranged at a position facing the blade portion 33b is arranged obliquely with respect to the blade portion 33b may be used.
  • FIG. 13A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13B is an enlarged view of a main part of FIG. 13A.
  • FIG. 13B is an enlarged view of the main part V of FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 13B.
  • 13C is a cross-sectional view taken along the line AB-AB in FIG. 13B, and a part of the configuration is omitted.
  • a phosphor wheel 213 provided with a blade portion 233a on the same side as the blade portion 33b may be used.
  • FIG. 14A is a plan view illustrating a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • 14B is an enlarged view of a main part of FIG. 14A.
  • FIG. 14B is an enlarged view of the main part W of FIG. 14A.
  • 14C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 14B.
  • 14C is a cross-sectional view taken along the line AC-AC in FIG. 14B, and a part of the configuration is omitted.
  • a phosphor wheel 313 in which one blade portion 33b and two blade portions 333aa and 333ab are provided for one opening portion 13c may be used.
  • the two blade portions 333aa and 333ab are provided for one opening portion 13c on the surface side where the phosphor layer 13b is provided, the air in the vicinity of the phosphor layer 13b is more effectively provided.
  • the cooling effect can be improved by strengthening the flow.
  • FIG. 15A is a plan view showing a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15B is an enlarged view of a main part of FIG. 15A.
  • FIG. 15B is an enlarged view of the main part X of FIG. 15A.
  • FIG. 15C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 15B.
  • FIG. 15C is a cross-sectional view taken along the line AD-AD in FIG. 15B, and a part of the configuration is omitted.
  • a phosphor wheel 413 provided with a blade portion 433a on the same side as the blade portion 433b arranged to extend obliquely with respect to the radial direction may be used. .
  • FIG. 16A is a plan view showing a configuration of a phosphor wheel according to still another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16B is an enlarged view of a main part of FIG. 16A.
  • FIG. 16B is an enlarged view of the main part Y of FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a cross-sectional view of a main part of FIG. 16B.
  • 16C is a cross-sectional view taken along the line AE-AE in FIG. 16B, and a part of the configuration is omitted.
  • FIGS. 16A to 16C with respect to the blade portion 433b disposed so as to extend obliquely with respect to the radial direction, it is provided on the same side as the blade portion 533aa provided on the opposite side.
  • a phosphor wheel 513 including the blade portion 533ab thus formed may be used.
  • the pressure fan 15 is provided in the lower space of the phosphor wheel 13 as shown in FIG. 5 and the like in order to efficiently circulate the air flow generated by the blade portions 33a and 33b in the case portion 11.
  • the present disclosure is not limited to this.
  • a phosphor wheel device or a light conversion device that does not have a pressure fan in the case portion may be used.
  • air containing heat generated in the phosphor layer may be cooled in the heat absorber by the air flow generated by the blades provided on the phosphor wheel.
  • the wind force generated by the blades may be weak.
  • a phosphor wheel device or a light conversion device that does not have an airflow raising guide may be used.
  • a pressure fan 15 that blows air in the same direction as the air flow generated by the blade portion 33b may be provided.
  • an outer wall fin may be provided on the outer surface of the case part including the phosphor wheel device and the light conversion device, and heat generated in the phosphor layer of the phosphor wheel may be radiated through the outer wall fin.
  • the heat exhauster in addition to the heat exhaust function in the heat exhauster, it can also have a heat dissipation function from the outer wall fin of the case part, so that heat generated in the phosphor layer portion can be more efficiently discharged to the outside. Can do.
  • a light conversion device having a configuration in which a heat absorber and a heat exhaust device are directly connected and does not have a heat pipe may be used.
  • the heat absorber and the heat exhauster are thermally connected through the partition wall of the case part, the heat generated in the phosphor layer of the phosphor wheel is circulated in the case part by the blade part. However, it can be discharged to the outside in the heat absorber and the heat sink.
  • the phosphor wheel device 10 and the light conversion device 20 of the present disclosure may be mounted on a one-chip DLP projector combining one DMD and a color wheel.
  • the phosphor wheel device 10 and the light conversion device 20 of the present disclosure may be mounted on a liquid crystal projector using an LCD (Liquid Crystal Display) or LCOS (Liquid Crystal on Silicon).
  • LCD Liquid Crystal Display
  • LCOS Liquid Crystal on Silicon
  • the projector 100 has been described as an example of the projection display device according to the present disclosure.
  • the present disclosure is not limited to this.
  • the configuration of the present disclosure may be applied to other projection display devices such as a rear projection television.
  • the phosphor wheel of the present disclosure has an effect that the cooling effect can be improved as compared with the conventional one, the phosphor wheel device equipped with the phosphor wheel in which the heat generated in the phosphor is increased by increasing the brightness, the light
  • the present invention can be widely applied to conversion devices and projection display devices.

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Abstract

蛍光体ホイール（１３）は、円板状の第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第１の面に設けられた円環状の蛍光体層（１３ｂ）と、複数の開口部（１３ｃ）と、複数の第１の羽根部（３３ａ）と、を備えている。複数の開口部（１３ｃ）は、円環状の蛍光体層（１３ｂ）の内周側に周方向に沿って配置されている。複数の第１の羽根部（３３ａ）は、第１の面において、複数の開口部（１３ｃ）にそれぞれ隣接配置されており、蛍光体層（１３ｂ）の表面に送風する。

Description

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
　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。
　投射型表示装置には、光源としてレーザダイオードを用い、これから発せられる光で蛍光体を励起し、蛍光体から蛍光発光した光を利用しているものが知られている。しかし、蛍光体自体の光変換効率の温度特性、蛍光体を基材上に形成するためのバインダ等の耐熱性のために、蛍光体の温度上昇を抑える必要がある。
　そこで、円板基材上に蛍光体層を形成し、それをモータに取り付け回転させることで、蛍光発光する部分を常に回転させて、蛍光体の温度上昇を抑えている。
　例えば、特許文献１には、周方向に沿って形成された複数の開口部と、開口部に隣接配置されており蛍光体層が設けられた面とは反対側の面に設けられた羽根部（fan blade）と、を備えた蛍光体ホイールが開示されている。
米国特許出願公開第２０１３／０１６９９３８号明細書 特開２０１６－０５３６０８号公報 実開昭６２－１７０３０１号公報
　しかしながら、上記従来の蛍光体ホイールでは、以下に示すような問題点を有している。
　すなわち、近年の投射表示装置の高輝度化とともに、励起光も強くなり、冷却性能が不足してきているため、上記公報に開示された蛍光体ホイールでは、充分な冷却効果を発揮できるとは言い難い。
　本開示の課題は、従来よりも冷却効果を向上させることが可能な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ことにある。
　本開示に係る蛍光体ホイールは、円板状の第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面と、第１の面に設けられた円環状の蛍光体層と、複数の開口部と、複数の第１の羽根部と、を備えている。複数の開口部は、円環状の蛍光体層の内周側に周方向に沿って配置されている。複数の第１の羽根部は、第１の面において、複数の開口部にそれぞれ隣接配置されており、蛍光体層の表面に送風する。
　本開示に係る蛍光体ホイールによれば、従来よりも冷却効果を向上させることができる。
図１は、本開示の実施形態に係る投射型表示装置を示す概略図である。 図２は、図１の投射型表示装置に含まれる光変換装置の要部の構成を示す図である。 図３は、図２の光変換装置の外観斜視図である。 図４Ａは、図２の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との構成を示す斜視図である。 図４Ｂは、図４Ａの平面図である。 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６Ａは、図２の光変換装置のケース部の内面に形成されたガイドを示す斜視図である。 図６Ｂは、図６Ａの平面図である。 図７Ａは、図２の光変換装置に含まれる蛍光体ホイール装置の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、図７Ａの蛍光体ホイールの第２の面側を示す斜視図である。 図８Ａは、図７Ａ等に示す蛍光体ホイールを回転させて生じる空気流の流れる方向を示す側面図である。 図８Ｂは、図８Ａの平面図である。 図９は、図７Ａ等に示す蛍光体ホイールの蛍光体層の部分に近接配置されるレンズを示す側面図である。 図１０Ａは、図７Ａ等に示す蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａの要部拡大図である。 図１０Ｃは、図１０Ｂの要部の断面図である。 図１１は、図１０Ａ等に示す蛍光体ホイールを構成する円板状部材の構成を示す斜視図である。 図１２Ａは、本開示の他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａの要部拡大図である。 図１２Ｃは、図１２Ｂの要部の断面図である。 図１３Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。 図１３Ｂは、図１３Ａの要部拡大図である。 図１３Ｃは、図１３Ｂの要部の断面図である。 図１４Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａの要部拡大図である。 図１４Ｃは、図１４Ｂの要部の断面図である。 図１５Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。 図１５Ｂは、図１５Ａの要部拡大図である。 図１５Ｃは、図１５Ｂの要部の断面図である。 図１６Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。 図１６Ｂは、図１６Ａの要部拡大図である。 図１６Ｃは、図１６Ｂの要部の断面図である。
　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。
　（実施形態）
　本開示の一実施形態に係る蛍光体ホイールを搭載した蛍光体ホール装置、光変換装置、プロジェクタ（投射型表示装置）１００について、図１～図１１を用いて説明すれば以下の通りである。
　（プロジェクタ１００の構成）
　図１は、本開示の実施形態に係る投射型表示装置を示す概略図である。プロジェクタ（投射型表示装置）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）（表示素子）７）を搭載したＤＬＰ（Digital Light Processing）方式の映像表示装置である。プロジェクタ１００は、青色ＬＤ（Laser Diode）（光源）２ａ，２ｂ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、本実施形態のプロジェクタ１００は、Ｒ・Ｇ・Ｂ３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だけを示しているものとする。
　本実施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～４ｇ、ロッドインテグレータ５、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）（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いる。青色ＬＤ２ａと青色ＬＤ２ｂとは、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・Ｂ３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～４ｇ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が変換された赤色光、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・Ｂ３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・Ｂ３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を透過する。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を透過して、蛍光体ホイール装置１０の蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂに照射される。このとき、第２の青色レーザ光は、蛍光体層１３ｂ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（図２参照）によって回転駆動されているため、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、レンズ４ｅを通過した後、ミラー３ｅにおいてさらに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・Ｂ３原色のレーザ光は、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・Ｂ３原色のレーザ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・Ｂ３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に入射され、投影画面上へ映像が投影される。
　本実施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１３ｂ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する。また、蛍光体の温度が上昇することで、蛍光体を蛍光体ホイール１３上に固定して蛍光体層１３ｂ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の光も強くなり、蛍光体ホイール１３を回転させるだけでは、蛍光体の部分の冷却性能が十分ではない。そのため、蛍光体層１３ｂ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、本実施形態では、図５に示すように、円板状の第１の面に円環状に設けられた蛍光体層１３ｂに対して冷却風を送り込むために、羽根部（第１の羽根部）３３ａ、および羽根部（第２の羽根部）３３ｂを備えた蛍光体ホイール１３を用いている。羽根部３３ａは、第１の面において開口部１３ｃに隣接する位置に設けられている。羽根部３３ｂは、第１の面とは反対側の第２の面側に設けられている。
　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。
　（光変換装置２０の構成）
　図２は、図１の投写型表示装置に含まれる光変換装置の要部の構成を示す図である。図３は、図２の光変換装置の外観斜視図である。
　本実施形態の光変換装置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、光変換装置２０において、入射してきた青色レーザ光を、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。
　図４Ａは、図２の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との構成を示す斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの平面図である。
　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１３ｂ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に示すように、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、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。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、固定壁２１ｂを有している。
　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１３ｂが設けられているため、蛍光体層１３ｂ付近に効果的に送風することで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。そして、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。
　固定壁２１ｂは、羽根部３３ａ，３３ｂの外周側に固定配置された吸熱器２１の内周面の一部であって、蛍光体ホイール１３の回転時に羽根部３３ａ，３３ｂによって生じた空気流が回転中心から放射方向に流れることを制限する。
　これにより、蛍光体ホイール１３の回転時に、羽根部３３ａ，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１３ｂが形成された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１３ｂ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１３ｂの蛍光体から発せられた発光光を集光して、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いる。封入された水は、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。
　（蛍光体ホイール装置１０の構成）
　本実施形態の蛍光体ホイール装置１０は、青色ＬＤ２ａ，２ｂから出射された青色光（励起光）を赤色光、緑色光に変換するための装置であって、図２に示すように、ケース部１１、蛍光体ホイール１３、モータ１４、加圧ファン１５を備えている。
　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。
　ケース部１１は、図２、図５に示すように、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、円筒形状（図３参照）の内部空間に形成する。そして、ケース部１１の内部には、図５に示すように、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。また、ケース部１１は、図５に示すように、略同心円状に２重に配置された、外筒部１１ｂおよび内筒部１１ｃを有している。ケース部１１の内部は、外筒部１１ｂおよび内筒部１１ｃによって軸Ｘ方向における両端同士が連通するとともに、その間に空気流の循環経路が形成される。
　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１３ｂ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、ケース部１１が熱伝導率の高い金属によって形成されているため、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の一部としては、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。
　すなわち、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂ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１３ｂの蛍光体の部分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１３ｂ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、蓋部１１ａはより効果的に、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、ケース部１１における蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂ側の面（第１の面）を覆うように取り付けられている。また、蓋部１１ａには、上述した光学レンズ２３が装填される開口部１１ａａ（図２参照）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１３ｂに対向する位置に形成された貫通穴であって、光学レンズ保持部品２３ａを介して、青色レーザ光および励起光（赤色、緑色）が通過する光学レンズ２３が取り付けられる。
　図６Ａは、図２の変換装置のケース部の内面に形成されたガイドを示す斜視図である。図６Ｂは、図６Ａの平面図である。
　外筒部１１ｂは、図３、図６Ａおよび図６Ｂ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。そして、外筒部１１ｂには、ケース部１１の内部に収納される吸熱器２１がケース部１１の外部に設けられる排熱器２２と接続される側に、開放部分が設けられている。開放部分は、蓋によって閉じられて、ケース部１１内が密閉される。
　内筒部１１ｃは、図５に示すように、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。そして、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、図５に示すように、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、図５に示す断面視において、外筒部１１ｂと内筒部１１ｃとの間には、軸Ｘ方向における両端において連通した状態が形成される。
　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側の連通部分を通過して、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂの付近を通過しながら径方向外側へ導かれる。そして、空気流は、図５に示すように、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。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から再び内筒部１１ｃの内周面側へ戻される。
　底部１１ｄは、図５に示すように、ケース部１１における蓋部１１ａに対して軸Ｘ方向における反対側の面を覆うように取り付けられている。
　気流上昇ガイド１１ｅは、図５に示すように、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におけるケース部１１の内部空間側の面に設けられている。そして、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、外周側から内周側へ流れてきた空気流を、羽根部３３ｂおよび加圧ファン１５の風力によって上昇させるように導く。
　（蛍光体ホイール１３）
　図７Ａは、図２の光変換装置に含まれる蛍光体ホイール装置の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、図７Ａの蛍光体ホイールの第２の面側を示す斜視図である。
　蛍光体ホイール１３は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、モータ１４によって回転駆動される円板状の回転部材であって、円板状の基板１３ａと、円板状部材３３とを組み合わせて構成されている。
　基板１３ａは、蛍光体層１３ｂと開口部１３ｃとを有している。
　円板状部材３３は、羽根部３３ａ（第１の羽根部の一例）と、羽根部３３ｂ（第２の羽根部の一例）とを有している。
　蛍光体層１３ｂは、光学レンズ２３に対向する面に、円環状に蛍光体が塗布されて形成されている。そして、蛍光体層１３ｂは、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する。
　これにより、蛍光体ホイール１３から、赤色光と緑色光とを出射させることができる。
　羽根部３３ｂ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１３ｂの蛍光体を励起させた際に生じる熱を排出するための空気流を形成する。そして、羽根部３３ｂは、図７Ｂに示すように、蛍光体ホイール１３における蛍光体層１３ｂが形成された第１の面とは反対側の第２の面において、径方向に沿って延伸するように、複数設けられている。
　図８Ａは、図７Ａ等に示す蛍光体ホイールを回転させて生じる空気流の流れる方向を示す側面図である。図８Ｂは、図８Ａの平面図である。
　ここで、蛍光体ホイール１３が回転駆動されると、蛍光体ホイール１３と一体化した羽根部３３ｂによって、図８Ａに示すように、軸Ｘ方向上向きに空気流が発生する。
　本実施形態では、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の蛍光体層１３ｂ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１３ｂ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１３ｂ側に向けて送出される。
　開口部１３ｃは、図７Ａに示すように、蛍光体ホイール１３の第１の面に設けられた円環状の蛍光体層１３ｂの内周側に複数設けられている。そして、開口部１３ｃは、軸Ｘに近い方の底辺が短い台形形状を有しており、軸Ｘを中心に周方向に沿って複数配置されている。開口部１３ｃは、上述した羽根部３３ｂが取り付けられた位置に対応する位置にそれぞれ設けられている。なお、開口部１３ｃの形状は台形に限定されるものではなく、略扇形形状であってもよい。
　これにより、羽根部３３ｂによって軸Ｘ方向に沿って生じた空気流は、図８Ｂに示すように、開口部１３ｃを通過して、蛍光体層１３ｂが形成された第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。
　図９は、図７Ａ等に示す蛍光体ホイールの蛍光体層の部分に近接配置されるレンズを示す側面図である。
　モータ１４は、図９に示すように、蛍光体ホイール１３の回転軸と接続されており、蛍光体ホイール１３および羽根部３３ａ，３３ｂを回転駆動させる。そして、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。
　これにより、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。
　加圧ファン１５は、図５に示すように、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、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Ｘ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の位置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内において熱が発生する蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂの付近、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。
　図１０Ａは、図７Ａ等に示す蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの要部拡大図である。なお、図１０Ｂは、図１０Ａの要部Ｔの拡大図である。図１０Ｃは、図１０Ｂの要部の断面図である。なお、図１０Ｃは、図１０ＢのＺ－Ｚ線断面図であり、一部の構成を省略している。
　羽根部３３ａは、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、蛍光体層１３ｂ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１３ｂ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Ｘ方向に沿って形成され、蛍光体ホイール１３に形成された複数の開口部１３ｃを介して蛍光体層１３ｂが形成された側の面に移動してきた空気流に対して、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１３ｂ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９に示すように、蛍光体層１３ｂ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であることが求められる。
　これにより、蛍光体層１３ｂが設けられた側の面に光学レンズ２３が近接して配置された構成であっても、蛍光体層１３ｂの冷却効果を向上させた構成とすることができる。
　本実施形態の蛍光体ホイール１３では、図１０Ｃに示すように、上述した空気流を形成するために設けられた羽根部３３ａ，３３ｂを、１枚のアルミ製の円板状の部材を切り起こすことで形成している。つまり、羽根部３３ａ，３３ｂは、共通の部材の一部として形成されている。
　すなわち、図１０Ｃに示すように、羽根部３３ａ，３３ｂは、それぞれ開口部１３ｃを形成するために切り込まれた部分を、それぞれ蛍光体層１３ｂ側と、その反対側とに折り曲げることで形成されている。
　図１１は、図１０Ａ等に示す蛍光体ホイールを構成する円板状部材の構成を示す斜視図である。
　そして、蛍光体ホイール１３は、図１１に示すアルミ製の円板状部材３３と、開口部１３ｃが形成された円板状の基板１３ａとを組み合わせて構成されている。
　円板状部材３３は、図１１に示すように、中心部分に中心孔３３ｃを有しており、中心孔３３ｃを中心として、径方向に沿って延伸する向きで、複数の羽根部３３ａ，３３ｂが周方向に沿ってそれぞれ形成されている。
　円板状部材３３は、同じく中心部分に開口部が形成された円板状の基板１３ａに対して、中心孔３３ｃを合わせて重ねることで位置合わせすることができる。そして、基板１３ａ側の開口部１３ｃに対して羽根部３３ａが挿入されるように重ねることで、周方向における位置決めも行うことができる。
　なお、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Ｘ方向において上下から固定部材で挟み込むことで固定される。
　＜羽根部３３ａ，３３ｂによって生じた空気流の循環＞
　本実施形態では、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３３ａ，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の固定壁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。
　次に、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、回転軸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１３ｂに沿って移動する空気流は、蛍光体層１３ｂ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。
　次に、蛍光体によって加熱された空気流は、蓋部１１ａの内側の面によって、図５中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は、加熱された空気流から熱を吸収して冷却する。
　次に、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。
　次に、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、羽根部３３ｂへと移動する。
　これにより、羽根部３３ｂによって軸Ｘ方向に沿って生じた空気流と、開口部１３ｃを介して蛍光体層１３ｂ側の面に移動した後、羽根部３３ａによって径方向外側に向かって生じる空気流とによって、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂの蛍光体が発生させる熱を効果的に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１３ｂ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１３ｂ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９に示すように、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂ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１３ｂを冷却するための空気流を形成するための羽根部３３ａ，３３ｂを、蛍光体ホイール１３における蛍光体層１３ｂ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１３ｂ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１３ｂ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１３ｂ側の第１の面に設けられた羽根部３３ａによって、蛍光体層１３ｂ付近を通過する空気流を形成することができる。
　この結果、装置の大型化を招くことなく、羽根部３３ａ，３３ｂと光学レンズ２３とを共存させるとともに、蛍光体層１３ｂ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。
　なお、本開示に係る構成を用いた実験結果によれば、羽根部３３ａ，３３ｂを設けたことで、約４％の温度上昇を抑制する効果が確認された。
　［他の実施形態］
　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施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）
　上記実施形態では、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂが形成された側の面（第１の面）に羽根部３３ａ、その裏面（第２の面）に羽根部３３ｂを設けた構成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、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂが形成された側とは反対側の面（第２の面）には羽根部を設けることなく、蛍光体層１３ｂが設けられた側の面（第１の面）にだけ羽根部３３ａが設けられた構成であってもよい。
　この場合でも、加圧ファン１５によって、蛍光体ホイール１３の開口部１３ｃを介して軸Ｘ方向に沿って上昇してきた空気流を、羽根部３３ａによって径方向外側へと導くことができる。よって、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂの表面に沿って空気流を送り込むことで、蛍光体層１３ｂにおいて生じた熱を効果的に冷却することができる。
　（Ｂ）
　上記実施形態では、開口部１３ｃにおける互いに対向する辺に、それぞれ羽根部３３ａと羽根部３３ｂとを略平行な方向に沿って設けた蛍光体ホイール１３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。
　図１２Ａは、本開示の他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの要部拡大図である。なお、図１２Ｂは、図１２Ａの要部Ｕの拡大図である。図１２Ｃは、図１２Ｂの要部の断面図である。なお、図１２Ｃは、図１２ＢのＡＡ－ＡＡ線断面図であり、一部の構成を省略している。
　例えば、図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、羽根部３３ｂに対向する位置に配置された羽根部１３３ａを、羽根部３３ｂに対して斜めに配置した蛍光体ホイール１１３を用いてもよい。
　図１３Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。図１３Ｂは、図１３Ａの要部拡大図である。なお、図１３Ｂは、図１３Ａの要部Ｖの拡大図である。図１３Ｃは、図１３Ｂの要部の断面図である。なお、図１３Ｃは、図１３ＢのＡＢ－ＡＢ線断面図であり、一部の構成を省略している。
　また、図１３Ａ～図１３Ｃに示すように、羽根部３３ｂと同じ辺側に、羽根部２３３ａを設けた蛍光体ホイール２１３を用いてもよい。
　図１４Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。図１４Ｂは、図１４Ａの要部拡大図である。なお、図１４Ｂは、図１４Ａの要部Ｗの拡大図である。図１４Ｃは、図１４Ｂの要部の断面図である。なお、図１４Ｃは、図１４ＢのＡＣ－ＡＣ線断面図であり、一部の構成を省略している。
　また、図１４Ａ～図１４Ｃに示すように、１つの開口部１３ｃに対して、１つの羽根部３３ｂと、２つの羽根部３３３ａａ，３３３ａｂとを設けた蛍光体ホイール３１３を用いてもよい。
　この場合には、蛍光体層１３ｂが設けられた面側に、１つの開口部１３ｃに対して２つの羽根部３３３ａａ，３３３ａｂが設けられているため、より効果的に蛍光体層１３ｂ付近における空気流を強めて冷却効果を向上させることができる。
　図１５Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。図１５Ｂは、図１５Ａの要部拡大図である。なお、図１５Ｂは、図１５Ａの要部Ｘの拡大図である。図１５Ｃは、図１５Ｂの要部の断面図である。なお、図１５Ｃは、図１５ＢのＡＤ－ＡＤ線断面図であり、一部の構成を省略している。
　また、図１５Ａ～図１５Ｃに示すように、径方向に対して斜めに延伸するように配置された羽根部４３３ｂと同じ辺側に、羽根部４３３ａを設けた蛍光体ホイール４１３を用いてもよい。
　図１６Ａは、本開示のさらに他の実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す平面図である。図１６Ｂは、図１６Ａの要部拡大図である。なお、図１６Ｂは、図１６Ａの要部Ｙの拡大図である。図１６Ｃは、図１６Ｂの要部の断面図である。なお、図１６Ｃは、図１６ＢのＡＥ－ＡＥ線断面図であり、一部の構成を省略している。
　また、図１６Ａ～図１６Ｃに示すように、径方向に対して斜めに延伸するように配置された羽根部４３３ｂに対して、対向する辺側に設けられた羽根部５３３ａａと同じ辺側に設けられた羽根部５３３ａｂとを含む蛍光体ホイール５１３を用いてもよい。
　（Ｃ）
　上記実施形態では、羽根部３３ａ，３３ｂ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、上記実施形態のように、羽根部３３ｂ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。
　（Ｄ）
　上記実施形態では、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３３ａ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、上記実施形態のように、羽根部３３ｂ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。
　（Ｅ）
　上記実施形態では、図２等に示すように、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂ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。
　（Ｆ）
　上記実施形態では、蛍光体ホイール１３の蛍光体層１３ｂ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。
　（Ｇ）
　上記実施形態では、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１３、蛍光体ホイール装置１０および光変換装置２０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装置１０、光変換装置２０を搭載してもよい。
　（Ｈ）
　上記実施形態では、ＤＬＰ方式のプロジェクタ１００に、本開示の蛍光体ホイール装置１０および光変換装置２０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装置１０、光変換装置２０を搭載してもよい。
　（Ｉ）
　上記実施形態では、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、投射型表示装置に対して広く適用可能である。
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
１３　　　蛍光体ホイール
１３ａ　　基板
１３ｂ　　蛍光体層
１３ｃ　　開口部
１４　　　モータ
１５　　　加圧ファン
２０　　　光変換装置
２１　　　吸熱器
２１ａ　　フィン
２１ｂ　　固定壁
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　　　円板状部材
３３ａ　　羽根部（第１の羽根部）
３３ｂ　　羽根部（第２の羽根部）
３３ｃ　　中心孔
１００　　プロジェクタ（投写型表示装置）
１１３　　蛍光体ホイール
１３３ａ　羽根部
２１３　　蛍光体ホイール
２３３ａ　羽根部
３１３　　蛍光体ホイール
３３３ａａ，３３３ａｂ　羽根部
４１３　　蛍光体ホイール
４３３ａ，４３３ｂ　羽根部
５１３　　蛍光体ホイール
５３３ａａ，５３３ａｂ　羽根部

Claims (11)

  1. 　円板状の第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の面に設けられた円環状の蛍光体層と、
    　前記円環状の蛍光体層の内周側に周方向に沿って配置された複数の開口部と、
    　前記第１の面において、前記複数の開口部にそれぞれ隣接配置されており、前記蛍光体層の表面に送風する複数の第１の羽根部と、
    を備えている蛍光体ホイール。
  2. 　前記第２の面において、前記複数の開口部にそれぞれ隣接配置されており、前記蛍光体層が設けられた前記第１の面側に送風する複数の第２の羽根部を、さらに備えている、
    請求項１に記載の蛍光体ホイール。
  3. 　前記第２の羽根部は、前記周方向に対する径方向に沿って延伸するように配置されている、
    請求項２に記載の蛍光体ホイール。
  4. 　前記第１の羽根部および前記第２の羽根部は、共通の部材の一部として形成されている、
    請求項２または３に記載の蛍光体ホイール。
  5. 　前記第１の羽根部は、前記周方向に対する径方向に沿って延伸するように配置されている、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の蛍光体ホイール。
  6. 　前記複数の第１の羽根部は、単一の板状部材の一部を切り起こして形成されている、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の蛍光体ホイール。
  7. 　前記複数の第１の羽根部は、１つの前記開口部に対して複数設けられている、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の蛍光体ホイール。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の前記蛍光体ホイールと、
    　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の羽根部または前記第２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。
  9. 　請求項８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発光光を集光する光学レンズと、
    を備えている光変換装置。
  10. 　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９に記載の光変換装置。
  11. 　請求項９または１０に記載の前記光変換装置と、
    　前記蛍光体層の蛍光体を励起させる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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