JP6863125B2

JP6863125B2 - 蛍光体ホイール

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Publication number: JP6863125B2
Application number: JP2017122132A
Authority: JP
Inventors: 大二郎藤居
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2021-04-21
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Also published as: EP3422066A1; US20180373023A1; CN109116667A; JP2019008935A; CN109116667B; US10613317B2

Description

本発明は、蛍光体ホイールに関する。

プロジェクター等の異なる色彩の光を利用して投影を行う装置では、単一色の励起光を照射する励起光源と、励起光源から入射される励起光を拡散して透過させる拡散板と励起光を受けて励起光と異なる色彩の蛍光を発する蛍光体層とを備える蛍光体ホイールとを備え、回転する蛍光体ホイールの拡散板と蛍光体層とに対して個別に励起光を照射して、複数の色彩の光を取り出して投影画像を形成していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−０６８５２８号公報

上記特許文献１の蛍光体ホイールは、ホイール板の同一円周帯域を分割して、円弧状の蛍光体層と円弧状の拡散板とが嵌め込まれた透過部分とから構成されている。
このような構造の蛍光体ホイールは、高速回転する際に生じる遠心力により、拡散板等の透過部材が位置ズレや脱落を生じて蛍光体ホイールとして正しく機能しなくなるという課題があった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、透過部材の位置ズレや脱落を防ぐことか可能な蛍光体ホイールを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一の蛍光体ホイールは、一方の面から他方の面に貫通した開口部を有し、回転状態で使用されるホイール板と、前記開口部に配置される透過部材と、を備え、前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる外周部における端部側の二点を含む複数の接点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持され、前記ホイール板の前記開口部は、前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分が閉塞された構造、且つ前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であり、前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であり、前記透過部材の前記縁部が、前記開口部の前記縁部よりも径の大きな円弧状であることを特徴とする。
本発明に係る他の蛍光体ホイールは、一方の面から他方の面に貫通した開口部を有し、回転状態で使用されるホイール板と、前記開口部に配置される透過部材と、を備え、前記透過部材は、該透過部材の外周部において前記ホイール板の回転半径方向の内側となる領域の少なくとも一部は、前記ホイール板の前記開口部に接触しておらず、該透過部材の外周部において前記ホイール板の回転半径方向の外側となる端部側の二点を含む複数の接点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持されることを特徴とする。

本発明によれば、透過部材がホイール板の回転半径方向の外側となる外周部における二点を含む複数の接点で、ホイール板の開口部に接触して支持されていることから、蛍光体ホイールの高速回転時にも透過部材の位置ズレや脱落の発生を効果的に低減することが可能となる。

本発明の実施形態に係る蛍光体ホイールの正面図である。蛍光体ホイールの分解斜視図である。図１に示されたＶ−Ｖ線に沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。ホイール板の正面図である。拡散板の正面図である。図６（Ａ）は拡散板が円周方向に偏ることなく半径方向外側に寄せて配置された状態を示す拡散板及びホイール板の正面図、図６（Ｂ）は拡散板が円周方向に偏った状態で半径方向外側に寄せて配置された状態を示す拡散板及びホイール板の正面図である。二種類の蛍光体層が形成された蛍光体ホイールを示した正面図である。三種類の蛍光体層が形成された蛍光体ホイールを示した正面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図１は、プロジェクターの投光系に組み込まれる蛍光体ホイール１０の平面図、図２は蛍光体ホイール１０の分解斜視図、図３は図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

［蛍光体ホイールの概略構成］
この蛍光体ホイール１０は、プロジェクターの光源から発せられる所定の色（所定波長帯域）の励起光をそれよりも収束性の低い同色の光に変換することと、その励起光を異なる色（異なる波長帯域）の光に変換することとを行うものである。

蛍光体ホイール１０は全体的に円板形状であり、その中心を貫通する中心孔にスピンドルモーターにより回転駆動が行われる回転軸が固定装備され、回転軸を介して回転力が付与される。
上記蛍光体ホイール１０は、円形のホイール板２０と、ホイール板２０の一方の面に装備された蛍光板３０と、ホイール板２０の他方の面に装備された押さえ板４０と、ホイール板２０に装備された透過部材としての拡散板５０とを備えている。
なお、上記蛍光体ホイール１０、ホイール板２０、蛍光板３０、押さえ板４０及び拡散板５０については、図１における紙面表側の面を表面、その反対側の面を裏面というものとする。

［ホイール板］
図４はホイール板２０の平面図である。
ホイール板２０は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属製の円板である。
ホイール板２０は、その中心部に表面から裏面に貫通する中心孔２１が形成されている。この中心孔２１は前述した蛍光体ホイール１０の中心孔を構成するものであり、蛍光体ホイール１０の使用時には回転軸が挿入される。
また、ホイール板２０の中心孔２１の片側には、重量のバランスをとるための貫通孔２３，２４が表面から裏面に貫通形成されている。また、その内の一つの貫通孔２３は蛍光体ホイール１０の組み付け作業の際に位置合わせに使用される。

また、ホイール板２０の外周近傍には、表面から裏面に貫通した開口部２２が形成されている。この開口部２２の内側には拡散板５０が配置される。
この開口部２２は、内側に配置される拡散板５０に対して蛍光体ホイール１０の回転半径方向の外側となる部分が閉塞された構造であり、拡散板５０の回転半径方向の外側には閉塞部２２１が設けられている。

なお、ホイール板２０の回転円周方向は蛍光体ホイール１０全体の回転円周方向と一致しており、ホイール板２０の回転半径方向は蛍光体ホイール１０全体の回転半径方向と一致している。以下の説明では、ホイール板２０の回転円周方向を単に「回転円周方向」といい、ホイール板２０の回転半径方向を単に「回転半径方向」というものとする。
また、後述する拡散板５０について「回転円周方向」、「回転半径方向」という場合には、拡散板５０が図６（Ａ）の状態でホイール板２０に装備された状態におけるホイール板２０の回転円周方向及びホイール板２０の回転半径方向を示すものとする。
また、後述する蛍光板３０及び押さえ板４０について「回転円周方向」、「回転半径方向」という場合には、蛍光板３０、押さえ板４０がホイール板２０に同心で組み付けられた状態におけるホイール板２０の回転円周方向及びホイール板２０の回転半径方向を示すものとする。

開口部２２は、図４における紙面の左右方向について対称となる形状であり、その縁部が、回転半径方向外側に窪んだ凹状円弧部２２２と、回転半径方向外側に凸となる凸状円弧部２２３と、凹状円弧部２２２の両端部に個別に連なる第一直線部２２４，第二直線部２２５と、凸状円弧部２２３の両端部に個別に連なる第三直線部２２６，第四直線部２２７とから構成されている。

上記凹状円弧部２２２は、ホイール板２０と同心であって当該ホイール板２０の外周の半径よりを幾分小さい半径Ｒ１の円弧により形成されている。
一方、凸状円弧部２２３も円弧により形成されているが、その半径は、凹状円弧部２２２と同程度或いはそれよりも大きくても、小さくても良い。また、凸状円弧部２２３はホイール板２０と同心ではなくとも良い。

第一直線部２２４及び第二直線部２２５は、凹状円弧部２２２の回転円周方向の中心部における接線に直交する方向に沿っている。
第三直線部２２６及び第四直線部２２７は、凹状円弧部２２２の回転円周方向の中心部における接線に平行な方向に沿っている。

［拡散板］
図５は拡散板５０の平面図である。
拡散板５０は、励起光を拡散透過させるものである。例えば、拡散板５０は、無色透明なガラス等からなる透光板の内部に微粒子又は細孔が分散したものであるか、又は無色透明な透光板の表面に微小凹凸を形成したものである。従って、拡散板５０を透過した励起光の収束性は、拡散板５０を透過する前の励起光よりも低くなる。

拡散板５０は、図５に示すように、ホイール板２０の開口部２２の内側に配置されることから、拡散板５０の外縁部の形状は、開口部２２の内縁部の形状に近似している。また、拡散板５０は、その加工精度を考慮して、開口部２２の内側に配置した状態で周囲に隙間ができる形状及び寸法に設定されている。

さらに、拡散板５０は、図５における紙面の左右方向について対称となる形状であり、その外縁部が、回転半径方向の外側に凸となる凸状円弧部５２と、回転半径方向の外側に窪んだ凹状円弧部５３と、凸状円弧部５２の両端部に個別に連なる第一直線部５４，第二直線部５５と、凹状円弧部５３の両端部に個別に連なる第三直線部５６，第四直線部５７とから構成されている。なお、これらの境界となる角部はいずれも面取り加工が施されており、拡散板５０の割れや欠けの発生低減が図られている。

上記凸状円弧部５２は、ホイール板２０の開口部２２の凹状円弧部２２２の半径Ｒ１より大きい半径Ｒ２の円弧により形成されている（Ｒ１＜Ｒ２）。
一方、凹状円弧部５３の円弧の半径は、図６（Ａ）の配置状態で凸状円弧部２２３に接触しない範囲で、任意の大きさを選択可能である。

第一直線部５４及び第二直線部５５は、凸状円弧部５２の回転円周方向の中心部における接線に直交する方向に沿っている。
第三直線部５６及び第四直線部５７は、凸状円弧部５２の回転円周方向の中心部における接線方向に沿っている。

また、拡散板５０の、凸状円弧部５２の回転円周方向の中心部における接線に平行な方向の幅Ｗは、図６（Ａ）の配置状態における同方向の開口部２２の幅より幾分狭くなっている。
また、拡散板５０の、凸状円弧部５２の回転円周方向の中心部における接線に直交する方向の幅Ｈは、図６（Ａ）の配置状態における同方向の開口部２２の幅より幾分狭くなっている。

これらにより、開口部２２内において、拡散板５０の凸状円弧部５２を凹状円弧部２２２側に寄せた場合に、図６（Ａ）に示すように、拡散板５０は、その外周については、凸状円弧部５２の両端部の二点Ｐ１，Ｐ２で凹状円弧部２２２に接触した状態となる。
なお、ホイール板２０に対する垂直方向については、拡散板５０は、蛍光板３０と押さえ板４０とによって両側から保持される。

蛍光体ホイール１０は高速回転状態で使用されるので、ホイール板２０の開口部２２内において、拡散板５０はその凸状円弧部５２は開口部２２の凹状円弧部２２２側に寄せられる方向に遠心力を受ける。
従って、拡散板５０は、凸状円弧部５２の両端部の二点Ｐ１，Ｐ２で凹状円弧部２２２に接触した状態で開口部２２内に配置されていると、一点で接触している状態に比べて格段に拡散板５０の配置を安定して維持することができる。

また、拡散板５０は、ホイール板２０の開口部２２内において、回転円周方向に偏る余地がある。図６（Ｂ）は拡散板５０が開口部２２内において回転円周方向の片側に偏った状態を示している。このような場合でも、拡散板５０は、凸状円弧部５２の両端部の点Ｐ１，Ｐ２と第二直線部５５と第四直線部５７の境界の点Ｐ３で凹状円弧部２２２に接触した状態となるので、一点で接触している状態に比べて格段に拡散板５０の配置を安定して維持することができる。
なお、図６（Ｂ）は拡散板５０が図示右側に偏った場合を例示したが図示左側に偏った場合も同様である。

また、拡散板５０は、前述したように、蛍光板３０と押さえ板４０とによって両側から保持されているが、拡散板５０の平面の一部を蛍光板３０と押さえ板４０のいずれか一方又は両方に接着により固定しても良い。かかる接着の際には、拡散板５０は、開口部２２内において図６（Ａ）又は図６（Ｂ）のように、二点以上で開口部２２に接触するように配置することが望ましい。これにより、拡散板５０が回転時に遠心力を受けた場合でも、接着剤が剥離しにくくなり、接着剤の使用量も低減できる。
さらに、これにより、蛍光板３０又は押さえ板４０と拡散板５０が重なり合う接着領域を狭くすることができるので、拡散板５０が励起光を入射させることができる面積を広く確保することができる。

［押さえ板］
図１〜図３に示すように、押さえ板４０は、ホイール板２０の裏面側に対して接着により固定される。
押さえ板４０は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属製の円板であって、ホイール板２０と外径がほぼ等しく設定されている。
押さえ板４０は、その中心部に表面から裏面に貫通する中心孔４１が形成されている。この中心孔４１は前述した蛍光体ホイール１０の中心孔を構成するものであり、蛍光体ホイール１０の使用時には回転軸が挿入される。押さえ板４０の中心孔４１は、ホイール板２０の中心孔２１と同径であり、押さえ板４０とホイール板２０とは同心で接着される。

また、押さえ板４０の中心孔４１を中心として、当該押さえ板４０の直径方向の両端部には、円弧状の切り欠き４２，４３が個別に形成されている。
切り欠き４２，４３は、いずれも、押さえ板４０の外周部から中心側に向かって回転半径方向について一定の幅であって、回転円周方向について一体の角度範囲で切り欠かれることで形成されている。これらの切り欠き４２，４３は、その形成幅及び形成角度範囲が同一であり、回転時の重量バランスがとられている。

また、押さえ板４０とホイール板２０とは、一方の切り欠き４２とホイール板２０の開口部２２とが中心軸方向から見て重合するように相互の組付けが行われる。
そして、切り欠き４２の回転円周方向の角度範囲は、開口部２２の回転円周方向の角度範囲よりも幾分狭く設定されている。
この切り欠き４２により、押さえ板４０とホイール板２０を組み付けた状態で、押さえ板４０は、中心軸方向から見て、開口部２２の回転円周方向の両端部を遮蔽し、開口部２２の回転円周方向の中央部は遮蔽しない。

そして、開口部２２の回転円周方向の両端部を遮蔽する、押さえ板４０の切り欠き４２の回転円周方向の両外側部分が、開口部２２内に配置される拡散板５０の回転円周方向両端部を裏面側から支えた状態となる。
なお、押さえ板４０の切り欠き４２の回転円周方向の両外側部分と拡散板５０の回転円周方向両端部との間に接着剤を塗布して接着しても良い。

［蛍光板］
図１〜図３に示すように、蛍光板３０は、ホイール板２０の表面側に対して接着により固定される。
蛍光板３０は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属製の円板であって、ホイール板２０よりも外径が幾分小さく設定されている。蛍光板３０の表面は、鏡面研磨加工、銀蒸着加工その他の鏡面加工が施されており、反射面が形成されている。

蛍光板３０は、その中心部に表面から裏面に貫通する中心孔３１が形成されている。この中心孔３１は前述した蛍光体ホイール１０の中心孔を構成するものであり、蛍光体ホイール１０の使用時には回転軸が挿入される。蛍光板３０の中心孔３１は、ホイール板２０の中心孔２１と同径であり、蛍光板３０とホイール板２０とは同心で接着される。

また、蛍光板３０の外周には円弧状の切り欠き３２が形成されている。切り欠き３２は、蛍光板３０の外周部から中心側に向かって回転半径方向について一定の幅であって、回転円周方向について一定の角度範囲で切り欠かれることで形成されている。
この切り欠き３２の中心孔３１を挟んで反対側には、切り欠き３２よりも中心孔３１に近い位置に、円弧状の貫通孔３３が表面から裏面に貫通して形成されている。この貫通孔３３は、切り欠き３２に対して回転時の重量バランスをとるために形成されている。

蛍光板３０とホイール板２０とは、切り欠き３２とホイール板２０の開口部２２とが中心軸方向から見て重合するように相互の組付けが行われる。
そして、切り欠き３２の回転円周方向の角度範囲は、開口部２２の回転円周方向の角度範囲よりも幾分狭く設定されている。また、この蛍光板３０の切り欠き３２は、回転半径方向の幅と回転円周方向の角度範囲とが、前述した押さえ板４０の切り欠き４２と概ね等しくなっている。
従って、この切り欠き３２により、蛍光板３０とホイール板２０を組み付けた状態で、蛍光板３０は、中心軸方向から見て、開口部２２の回転円周方向の両端部を遮蔽し、開口部２２の回転円周方向の中央部は遮蔽しない。

そして、開口部２２の回転円周方向の両端部を遮蔽する、蛍光板３０の切り欠き３２の回転円周方向の両外側部分が、開口部２２内に配置される拡散板５０の回転円周方向両端部を表面側から支えた状態となる。
なお、蛍光板３０の切り欠き３２の回転円周方向の両外側部分と拡散板５０の回転円周方向両端部との間にも接着剤を塗布して接着しても良い。

また、蛍光板３０の表面の外周近傍であって、切り欠き３２以外の回転円周方向の角度範囲の全体には、円弧帯状の蛍光体層３４が形成されている。この蛍光体層３４は、回転中心線方向から見て、切り欠き３２とほぼ同じ同一円周帯域上に形成されている。
蛍光体層３４は、透光性バインダー（例えば、セラミックバインダー、樹脂バインダー、シリコーンバインダー）に蛍光体を分散させたものである。
なお、上記蛍光体層３４の形成範囲について、蛍光板３０の表面側に円弧帯状の凹部を形成し、その内側に蛍光体層３４の形成しても良い。その場合、凹部の底面に鏡面加工を施す必要がある。

光源から所定の色（所定波長帯域）の励起光が蛍光体層３４に入射すると、蛍光体層３４は励起光によって励起されて、励起光と異なる色の蛍光を発する。励起光の波長帯域は特に限定するものではないが、励起光が単色の可視光であることが好ましい。蛍光体層３４から発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであれば、その蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、単色の可視光となる蛍光体を選択することが好ましい。具体的には、励起光の色は光の三原色のうち何れかの色であり、蛍光体層３４から発する蛍光の色は光の三原色のうち他の色となる蛍光体を選択する。例えば、励起光は青色の波長帯域の光であり、蛍光体層３４から発する蛍光は緑色の波長帯域の光となる蛍光体を選択する。

なお、この蛍光体層３４は、切り欠き３２を除いた円周帯状の全域に形成されているが、切り欠き３２を除いた円周帯状の一部の範囲に形成されていても良い。
その場合、蛍光板３０の表面における切り欠き３２及び蛍光体層３４を除いた円周帯状の範囲については、反射防止層が形成されていることが好ましい。

また、図７に示すように、蛍光体層３４が回転円周方向に二つに分けられ、二つに分けられた蛍光体層３４Ａ，３４Ｂのうち第一蛍光体層３４Ａの蛍光色と第二蛍光体層３４Ｂの蛍光色が異なる蛍光体を選択してもよい。回転中心線方向から見て、第一蛍光体層３４Ａと第二蛍光体層３４Ｂは、回転中心線を中心とした同一円周上に配置されているとともに、互いに回転円周方向にずれて配置されている。蛍光体層３４Ａ，３４Ｂから発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであれば、それらの蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、単色の可視光であることが好ましい。
具体的には、励起光の色、第一蛍光体層３４Ａから発する蛍光の色、第二蛍光体層３４Ｂから発する蛍光の色は、光の三原色であって、互いに異なる蛍光体を選択する。例えば、励起光は青色の波長帯域の光であり、第一蛍光体層３４Ａから発する蛍光は緑色の波長帯域の光となる蛍光体を選択し、第二蛍光体層３４Ｂから発する蛍光は赤色の波長帯域の光となる蛍光体を選択する。

さらに、図８に示すように、蛍光体層３４が回転円周方向に三つ以上に分けられていても良い（図８は三つに分けられている場合を例示）。そして、各蛍光体層３４Ｄ〜３４Ｆは蛍光色が異なる蛍光体を選択してもよい。この場合も、回転中心線方向から見て、蛍光体層３４Ｄ〜３４Ｆは、回転中心線を中心とした同一円周上で回転円周方向にずれて配置される。また、各蛍光体層３４Ｄ〜３４Ｆから発する蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、励起光の色と異なり、各々が単色の可視光であることが好ましい。

［蛍光体ホイールの組み付け］
蛍光体ホイール１０の組み付けについて説明する。
まず、蛍光板３０の裏面を上方に向けた状態で、同じく裏面を上方に向けたホイール板２０を同心となるように且つ開口部２２と切り欠き３２とが回転円周方向に適正な位置となるように重ね合わせ、蛍光板３０の裏面とホイール板２０の表面とを接着する。

そして、ホイール板２０の開口部２２内に、裏面を上方に向けた拡散板５０を配置する。この時、開口部２２の凹状円弧部２２２側に拡散板５０の凸状円弧部５２を寄せて、これらが凸状円弧部５２の両端部の二点Ｐ１，Ｐ２で接触するように配置する（図６（Ａ）参照）。また、必要であれば、拡散板５０の表面の円周方向の両端部と蛍光板３０の裏面の切り欠き３２の円周方向両外側部分とを接着する。

そして、裏面を上方に向けたホイール板２０に対して、裏面を上方に向けた押さえ板４０を同心となるように且つ切り欠き４２と開口部２２とが円周方向に適正な位置となるように重ね合わせ、ホイール板２０の裏面と押さえ板４０の表面とを接着する。
また、必要であれば、拡散板５０の裏面の円周方向の両端部と押さえ板４０の表面の切り欠き４２の円周方向両外側部分とを接着する。
これにより、蛍光体ホイール１０の組付けが行われる。

なお、上記組付けは、蛍光板３０、ホイール板２０及び押さえ板４０を、全て裏面を上方に向けた状態で、蛍光板３０、ホイール板２０、押さえ板４０の順番で重ね合わせる場合を例示したが、これに限定されない。
例えば、蛍光板３０、ホイール板２０及び押さえ板４０を、全て表面を上方に向けた状態で、押さえ板４０、ホイール板２０、蛍光板３０の順番で重ね合わせて組み付けても良い。

［蛍光体ホイールの使用動作］
蛍光体ホイール１０の使用動作について説明する。蛍光体ホイール１０の使用時には、前述したように、その中心孔に回転軸が固定装備され、スピンドルモーターにより回転駆動が行われる。そして、回転中の蛍光体ホイール１０に対して、表面側から蛍光板３０に垂直となる方向に沿った光軸で、蛍光体層３４を含む円周帯状の領域内の所定の照射位置Ｓ（図１参照）に励起光が照射される。

蛍光体ホイール１０の回転中に励起光が蛍光板３０の開口部３２を通過すると、その励起光が拡散板５０に入射して、その拡散板５０を拡散透過する。そのため、励起光が、拡散板５０によって、励起光よりも収束性・指向性の低い透過光に変換される。その透過光の光軸（透過光の光軸とは、光度が最大となる向きに拡散板５０から延びる仮想的な線である）は、励起光の光軸を延長させたものとなる。このとき、透過光の色と励起光の色は同じである（例えば、青色）。

また、蛍光体ホイール１０の回転中に励起光が蛍光体層３４に入射すると、蛍光体層３４が励起光によって励起され、励起光と異なる色の蛍光が蛍光体層３４から発する（例えば、緑色）。また、励起光の一部が蛍光体層３４を透過しても、その励起光が蛍光板３０の表面によって反射され、その反射光によって蛍光体層３４が励起され、蛍光体層３４から蛍光が発する。そのため、励起光が、蛍光体層３４によって、励起光と色の異なる蛍光に変換される。蛍光体層３４から発する蛍光は収束性・指向性の低い拡散光であるが、その蛍光の光軸（蛍光の光軸とは、光度が最大となる向きに蛍光体層３４から延びる仮想的な線である）は蛍光体ホイール１０に対して垂直であるとともに、励起光の光軸の反対向きである。

このように、回転する蛍光体ホイール１０の蛍光体層３４と拡散板５０とに個別に励起光を入射させることにより、異なる色彩の蛍光を取り出すことができる。

[発明の実施形態の技術的効果]
上記蛍光体ホイール１０は、拡散板５０が、回転半径方向の外側となる外周部における二点又はこれらを含む複数の接点で、ホイール板２０の開口部２２に接触して支持されているので、一点で接触している状態に比べて格段に拡散板５０の配置を安定して維持することができ、蛍光体ホイール１０の高速回転時に拡散板５０の位置ズレや脱落の発生を効果的に低減することが可能となる。
また、拡散板５０の位置ズレや脱落の発生を抑えることができるので、拡散板５０を接着等で固定する場合でも、接着剤の使用量も低減できる。そして、これにより、拡散板５０の透過光が接着剤から受ける影響を低減することができ、良好な透過光を得ることが可能となる。さらに、接着剤の使用量低減により、蛍光板３０又は押さえ板４０と拡散板５０が重なり合う接着領域を狭くすることができるので、拡散板５０が励起光を入射させることができる面積を広く確保することができる。

また、ホイール板２０の開口部２２が、拡散板５０に対してホイール板の回転半径方向の外側となる部分に閉塞部２２１を有する構造であるため、拡散板５０の位置ズレや脱落の発生をより効果的に抑えることが可能である。
また、拡散板５０の外側に閉塞部２２１を有するので、拡散板５０を外部から保護し、その破損や位置ズレ等の発生を低減することが可能となる。

また、ホイール板２０の開口部２２が拡散板５０に対してホイール板２０の回転半径方向の外側となる部分の縁部に円弧状の凹状円弧部２２２を有し、拡散板５０がホイール板２０の回転半径方向の外側となる部分の縁部に円弧状の凸状円弧部５２を有し、拡散板５０の凸状円弧部５２が開口部２２の凹状円弧部２２２よりも径の大きな円弧状になっている。
このように、相対する凹状円弧部２２２と凸状円弧部５２の一方の外径が大きくなるように加工することは、凹状円弧部２２２の外径と凸状円弧部５２の外径とが一致するように加工する場合に比べて容易である。
従って、拡散板５０の外周部が二点以上でホイール板２０の開口部２２に接触する構造を容易な加工で得ることができ、蛍光体ホイール１０の製造の容易化を図ることが可能となる。
また、拡散板５０の凸状円弧部５２の径を開口部２２の凹状円弧部２２２の径より大きくしたことにより、凸状円弧部５２の円周方向の中心部における接線に直交する方向の幅Ｈを狭くすることができ、拡散板の形成材料からより多くの拡散板を取得することが可能となる。従って、製造コストの低減を図ることが可能となる。

また、蛍光体ホイール１０は、ホイール板２０の表面側の蛍光板３０に配置され蛍光体層３４を備えているので、蛍光体ホイール１０の表面側に励起光を入射することで色彩の異なる蛍光を得ることが可能となる。

［その他］
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、励起光の色、蛍光体層３４から発する蛍光の色は一例であり、別の色であってもよい。例えば、励起光の色、蛍光体層３４から発する蛍光の色は、光の三原色であって、互いに異なることが好ましい。
同様に、励起光の色、第一蛍光体層３４Ａから発する蛍光の色、第二蛍光体層３４Ｂから発する蛍光の色も、別の色であってもよい。例えば、励起光の色、第一蛍光体層３４Ａから発する蛍光の色、第二蛍光体層３４Ｂから発する蛍光の色は、光の三原色であって、互いに異なることが好ましい。

また、上記実施形態では、透過部材として、励起光を拡散透過させる拡散板５０，５０Ｃを例示しているが、拡散機能を有していないガラス板等の透過性材料からなる透過部材を蛍光体ホイールに使用する場合にも、前述した実施形態に記載の形状、構造的特徴、周囲の支持構造の特徴を適用可能である。

本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
一方の面から他方の面に貫通した開口部を有し、回転状態で使用されるホイール板と、
前記開口部に配置される透過部材と、
を備え、
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる外周部における端部側の二点を含む複数の接点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持されることを特徴とする蛍光体ホイール。
＜請求項２＞
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる外周部における端部側の二点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持されることを特徴とする請求項１記載の蛍光体ホイール。
＜請求項３＞
前記ホイール板の前記開口部は、前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分が閉塞された構造であることを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光体ホイール。
＜請求項４＞
前記ホイール板の前記開口部は、前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であって、
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であり、
前記透過部材の前記縁部が、前記開口部の前記縁部よりも径の大きな円弧状であることを特徴とする請求項３記載の蛍光体ホイール。
＜請求項５＞
前記ホイール板の一方の面側に配置され、励起光が照射されるとその励起光と異なる色の蛍光を発する蛍光体層を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の蛍光体ホイール。
＜請求項６＞
前記透過部材は、光源からの励起光を拡散させる拡散板又は、前記励起光を透過させるガラス板からなる、
ことを特徴とする請求項１から５に記載の蛍光体ホイール。

１０蛍光体ホイール
２０ホイール板
２１中心孔
２２開口部
２３，２４貫通孔
３０蛍光板
３１中心孔
３２開口部
３３貫通孔
３４蛍光体層
３４Ａ第一蛍光体層
３４Ｂ第二蛍光体層
４０押さえ板
４１中心孔
５０拡散板（透過部材）
５２凸状円弧部
５３凹状円弧部
５４第一直線部
５５第二直線部
５６第三直線部
５７第四直線部
２２１閉塞部
２２２凹状円弧部
２２３凸状円弧部
２２４第一直線部
２２５第二直線部
２２６第三直線部
２２７第四直線部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３接点
Ｒ１，Ｒ２半径
Ｓ照射位置

Claims

一方の面から他方の面に貫通した開口部を有し、回転状態で使用されるホイール板と、
前記開口部に配置される透過部材と、
を備え、
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる外周部における端部側の二点を含む複数の接点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持され、
前記ホイール板の前記開口部は、前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分が閉塞された構造、且つ前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であり、
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であり、
前記透過部材の前記縁部が、前記開口部の前記縁部よりも径の大きな円弧状であることを特徴とする蛍光体ホイール。
一方の面から他方の面に貫通した開口部を有し、回転状態で使用されるホイール板と、
前記開口部に配置される透過部材と、
を備え、
前記透過部材は、該透過部材の外周部において前記ホイール板の回転半径方向の内側となる領域の少なくとも一部は、前記ホイール板の前記開口部に接触しておらず、該透過部材の外周部において前記ホイール板の回転半径方向の外側となる端部側の二点を含む複数の接点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持されることを特徴とする蛍光体ホイール。
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる外周部における端部側の二点で、前記ホイール板の前記開口部に接触して支持されることを特徴とする請求項２記載の蛍光体ホイール。
前記ホイール板の前記開口部は、前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分が閉塞された構造であることを特徴とする請求項２又は３記載の蛍光体ホイール。
前記ホイール板の前記開口部は、前記透過部材に対して前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であって、
前記透過部材は、前記ホイール板の回転半径方向の外側となる部分の縁部が円弧状であり、
前記透過部材の前記縁部が、前記開口部の前記縁部よりも径の大きな円弧状であることを特徴とする請求項４記載の蛍光体ホイール。
前記ホイール板の一方の面側に配置され、励起光が照射されるとその励起光と異なる色の蛍光を発する蛍光体層を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の蛍光体ホイール。
前記透過部材は、光源からの励起光を拡散させる拡散板又は、前記励起光を透過させるガラス板からなる、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の蛍光体ホイール。