本發(fā)明涉及使用熒光材料的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)，并且涉及投影顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

近些年來，已經(jīng)提出了如下照明光學(xué)系統(tǒng)，該照明光學(xué)系統(tǒng)配備有熒光材料，該熒光材料響應(yīng)于激發(fā)光的照射而發(fā)射熒光。這種類型的照明光學(xué)系統(tǒng)用在例如投影顯示設(shè)備中。圖1示出設(shè)有與本發(fā)明相關(guān)的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影顯示設(shè)備的透視圖。圖2示出與本發(fā)明相關(guān)的照明光學(xué)系統(tǒng)的透視圖，并且圖3示出與本發(fā)明相關(guān)的照明光學(xué)系統(tǒng)的平面圖。

如圖1中所示，與本發(fā)明相關(guān)的投影顯示設(shè)備101設(shè)有照明光學(xué)系統(tǒng)103和圖像生成光學(xué)系統(tǒng)，來自照明光學(xué)系統(tǒng)103的光被照射到圖像生成光學(xué)系統(tǒng)中。如圖2和圖3中所示，照明光學(xué)系統(tǒng)103設(shè)有激光光源107和熒光輪112，熒光輪112設(shè)有被從激光光源107發(fā)射的激光照射的熒光層。

在專利文件1中公開的系統(tǒng)是設(shè)有這種類型的熒光輪的照明光學(xué)系統(tǒng)的一個示例。在專利文件1中，公開了一種照明光學(xué)系統(tǒng)，其設(shè)有熒光單元，該熒光單元具有熒光輪和旋轉(zhuǎn)該熒光輪的馬達。

在專利文件1中公開的熒光輪具有基板，該基板被設(shè)置成圍繞與一個表面垂直的旋轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)。在該基板的一個表面上形成熒光區(qū)域和反射區(qū)域。該熒光區(qū)域具有熒光層，該熒光層響應(yīng)于激光的照射而產(chǎn)生預(yù)定波長的熒光。該反射區(qū)域是反射激光的區(qū)域。照射在熒光輪上的激光重復(fù)地照射在旋轉(zhuǎn)的熒光輪的熒光區(qū)域和反射區(qū)域上，由此，從熒光輪連續(xù)地發(fā)射從熒光材料發(fā)射的熒光和被反射區(qū)域反射的激光。

從照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的光的照度取決于從熒光材料生成的熒光的數(shù)量。該熒光材料當它經(jīng)歷激光照射時產(chǎn)生熱量，并且具有下述屬性，通過該屬性，熱量的產(chǎn)生降低了發(fā)光效率。因此，必須控制從熒光材料生成的熱量以防止從照明光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的光的照度的任何降低。

在專利文件2中公開了一種構(gòu)造，該構(gòu)造具有熒光輪和風(fēng)扇，在熒光輪上，在熒光層中形成凹處；風(fēng)扇向熒光輪的凹處吹送冷卻空氣。在專利文件2中公開的構(gòu)造中，通過在熒光輪的凹處上吹送冷卻空氣來產(chǎn)生湍流，并且由于熱擴散的效應(yīng)導(dǎo)致在熒光材料的冷卻效率上的改善。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文件

專利文件1：WO 2012/127554

專利文件2：日本未審查專利申請公布No.2012-078707

專利文件3：日本未審查專利申請公布No.2013-025249

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題

在如上所述的專利文件1中描述的照明光學(xué)系統(tǒng)中，通過當熒光輪在旋轉(zhuǎn)時熒光輪本身接收的圍繞熒光輪的空氣的流動來冷卻熒光材料。結(jié)果，冷卻熒光材料的冷卻效果在專利文件1中描述的照明光學(xué)系統(tǒng)中相當差。

在專利文件2中公開的構(gòu)造中，向熒光輪的熒光層的激光照射部分局部吹送冷卻空氣。在專利文件2中描述的該構(gòu)造中，冷卻熒光材料的效果仍然不足，并且期望冷卻效率的進一步增大。

在專利文件3中，公開了一種構(gòu)造，其中，在熒光輪的附近布置風(fēng)扇，該風(fēng)扇使得冷卻空氣流向在其上形成熒光層的一側(cè)上的表面。然而，在使用熒光輪的照明光學(xué)系統(tǒng)中，與熒光層相鄰地布置用于將從熒光層發(fā)射的熒光聚光的聚光透鏡。結(jié)果，冷卻空氣對著透鏡架吹，該透鏡架支撐聚光透鏡，并且因此阻礙冷卻空氣的流動，據(jù)此，在熒光輪的表面上的足夠數(shù)量的冷卻空氣的流動變得有問題。該問題在專利文件2中描述的構(gòu)造中產(chǎn)生，其中，冷卻空氣因此僅被引導(dǎo)到熒光輪的表面的一側(cè)，并且冷卻空氣的流動被透鏡架阻礙，并且因此，熒光材料的冷卻效率低。

另外，如圖2和3中所示，使用激光光源的照明光學(xué)系統(tǒng)通常被罩110覆蓋，使得除了來自發(fā)射來自照明光學(xué)系統(tǒng)103的光的透鏡111的光之外，激光不泄漏到照明光學(xué)系統(tǒng)103的外部。因此，照明光學(xué)系統(tǒng)103具有從外部封閉的構(gòu)造。結(jié)果，在使用激光光源107的照明光學(xué)系統(tǒng)103中，罩110的內(nèi)部容易在環(huán)境溫度上增大，并且，罩110內(nèi)的空氣傾向于因為在激光光源107中產(chǎn)生的熱量而變熱。結(jié)果，被在罩110內(nèi)布置的熒光輪112本身接收的周圍空氣也處于熱狀態(tài)中，并且因此產(chǎn)生熒光材料的冷卻效率低的問題。

因此，在與本發(fā)明相關(guān)的如上所述的照明光學(xué)系統(tǒng)中的熒光材料的低冷卻效率導(dǎo)致熒光材料的溫度增大的趨勢，結(jié)果是從照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的光的照度降低。因此產(chǎn)生下述問題，其中，隨著照明光學(xué)系統(tǒng)的持續(xù)使用增大，照度的維持率降低。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于冷卻照明光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和一種允許熒光材料的冷卻效率增大并且因此防止從照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的光的照度的降低的投影顯示設(shè)備。

解決問題的手段

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻照明光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)有：熒光單元，所述熒光單元具有熒光層，所述熒光層響應(yīng)于從光源照射的激發(fā)光而發(fā)射熒光；風(fēng)扇，所述風(fēng)扇向所述熒光單元供應(yīng)冷卻空氣；以及管道，所述管道將內(nèi)部空間與外部空間分隔，在所述內(nèi)部空間中布置所述熒光單元，并且所述管道向所述熒光單元引導(dǎo)從所述風(fēng)扇供應(yīng)的冷卻空氣。

此外，根據(jù)本發(fā)明的投影顯示設(shè)備設(shè)有：照明光學(xué)系統(tǒng)，所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括上述用于照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)；以及圖像生成光學(xué)系統(tǒng)，所述圖像生成光學(xué)系統(tǒng)包括圖像元件，所述圖像元件利用圖像信號來調(diào)制從所述照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的光。

發(fā)明的效果

本發(fā)明使得冷卻熒光材料的效率能夠增大，并且因此能夠防止從照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的光的照度降低。

附圖說明

圖1是示出配備有與本發(fā)明相關(guān)的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影顯示設(shè)備的透視圖。

圖2是示出與本發(fā)明相關(guān)的照明光學(xué)系統(tǒng)的透視圖。

圖3是示出與本發(fā)明相關(guān)的照明光學(xué)系統(tǒng)的平面圖。

圖4是示出第一示例性實施例的投影顯示設(shè)備的透明圖的透視圖。

圖5是示出在第一示例性實施例的投影顯示設(shè)備中設(shè)置的照明光學(xué)系統(tǒng)的透視圖。

圖6是用于描述第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的透視圖。

圖7是示出第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖8是示出第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的放大視圖的平面圖。

圖9是示出屬于第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的管道和透鏡架的放大視圖的透視圖。

圖10是用于描述第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的透視圖。

圖11是示出第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖12是示出第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的放大的平面圖。

圖13是示出屬于第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的管道和透鏡架的透視圖。

具體實施方式

接下來，參考附圖來說明本發(fā)明的實際示例性實施例。

第一示例性實施例

圖4示出第一示例性實施例的投影顯示設(shè)備的透明透視圖。圖5示出在第一示例性實施例的投影顯示設(shè)備中設(shè)置的照明光學(xué)系統(tǒng)的透視圖。圖6是用于描述第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的透視圖。圖7是示出第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的平面圖。

如圖4和5中所示，第一示例性實施例的投影顯示設(shè)備1設(shè)有：使用熒光材料的照明光學(xué)系統(tǒng)3；以及，圖像生成光學(xué)系統(tǒng)4，來自照明光學(xué)系統(tǒng)3的光被照射到圖像生成光學(xué)系統(tǒng)4中，并且圖像生成光學(xué)系統(tǒng)4生成被投影到投影表面上的圖像。

如圖6和7中所示，照明光學(xué)系統(tǒng)3設(shè)有：發(fā)射激光的第一激光光源6和第二激光光源7；第一光學(xué)構(gòu)件組，第一光學(xué)構(gòu)件組構(gòu)成從第一激光光源6發(fā)射的激光的第一光路；以及，第二光學(xué)構(gòu)件組，第二光學(xué)構(gòu)件組構(gòu)成從第二激光光源7發(fā)射的激光的第二光路。另外，照明光學(xué)系統(tǒng)3設(shè)有罩10，罩10同時覆蓋第一光路的整體，并且覆蓋第二光路的整體，第二光路包括從第二激光光源7到熒光輪12的光路。

如圖6中所示，第一和第二激光光源6和7具有多個激光二極管8，該激光二極管8發(fā)射具有藍色波長的藍色激光，該多個激光二極管8在平面表面上以陣列布置。第一和第二激光光源6和7不限于發(fā)射藍色激光的構(gòu)件。發(fā)射諸如紫外光的其他波長的光的構(gòu)件也可以被用作第一和第二激光光源6和7。下面將描述第一和第二光學(xué)構(gòu)件組。通過組合一組上罩10a和下罩10b來實現(xiàn)罩10。

如圖6中所示，第二光路包括：熒光輪12，熒光輪12響應(yīng)于從第二激光光源7發(fā)射的激光的照射而發(fā)射熒光；以及，多個聚光透鏡13a、13b和13c，用于將從熒光輪12發(fā)射的熒光聚光。照明光學(xué)系統(tǒng)3因此具有用于冷卻熒光輪12的冷卻結(jié)構(gòu)11。

圖8示出第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)11的放大平面圖。圖9示出屬于第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)11的管道和透鏡架的放大透視圖。

如圖7和8中所示，第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)11包括：熒光輪12，熒光輪12作為熒光單元具有熒光層12b，熒光層12b響應(yīng)于作為從第二激光光源7照射的激發(fā)光的激光而發(fā)射熒光；風(fēng)扇15，風(fēng)扇15向熒光輪12供應(yīng)冷卻空氣；以及，管道16，管道16分隔外部空間和其中布置熒光輪12的內(nèi)部空間，并且管道16向熒光輪12引導(dǎo)從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣。

熒光輪12由其上形成熒光層12b的基板12a構(gòu)成。基板12a被附接到輪馬達17的旋轉(zhuǎn)軸17a，并且使得能夠允許圍繞與正交于基板12a的主平面的方向平行的旋轉(zhuǎn)軸17a的旋轉(zhuǎn)。輪馬達17被附接到下罩10b的底面板。通過向盤狀基板12a涂覆熒光材料來形成熒光層12b。熒光材料發(fā)射黃色熒光，該黃色熒光具有從綠色波長擴展到紅色波長的波長帶。

本示例性實施例的熒光輪12被構(gòu)造成僅發(fā)射黃色光，但是熒光輪12不限于這種形式。對于熒光輪12，可以分隔熒光層以根據(jù)在熒光層上的激光的照射位置來發(fā)射不同顏色的熒光。

通過熒光輪12的使用，激光的照射位置隨著熒光輪12的旋轉(zhuǎn)而改變，由此，可以控制在熒光層12b的每個部分中的熒光材料的溫度上的任何不平衡。結(jié)果，可以防止在熒光層12b的一部分中的向熒光的轉(zhuǎn)換的效率的降低，可以穩(wěn)定和容易地獲得熒光。

風(fēng)扇15被布置在罩10內(nèi)。散熱風(fēng)扇被用作風(fēng)扇15，并且風(fēng)扇15具有供應(yīng)冷卻空氣的空氣供應(yīng)端口。

如圖6和7中所示，管道16被布置在罩10內(nèi)，并且進一步具有分隔壁19，分隔壁19延伸以便在與輪馬達17的旋轉(zhuǎn)軸17a正交的方向上供應(yīng)從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣。在下罩10b的底面板上并且沿著下罩10b的側(cè)面板形成分隔壁19。管道16被設(shè)置在罩10內(nèi)，并且由分隔壁19、上罩10a的上面板以及下罩10b的底和側(cè)面板形成。以這種方式，管道16具有由分隔壁19、由上罩10a的上面板以及由下罩10b的底和側(cè)面板封閉的內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間形成為用于從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的通道。

如圖9中所示，在管道16的一端處設(shè)置鏈接到風(fēng)扇15的空氣供應(yīng)端口的端口16a。另外，如圖7中所示，熱交換器21被設(shè)置為冷卻構(gòu)件，用于在管道16的相對于熒光輪12的下游側(cè)的另一端處冷卻冷卻空氣。已經(jīng)通過熒光輪12通過的冷卻空氣被熱交換器21冷卻。另外，如圖7中所示，在管道16的另一端處放大該通道的橫截面區(qū)域。通過放大在管道16的另一端處的通道的橫截面區(qū)域，增大了對著熱交換器21吹送的冷卻空氣的量。

如圖6和7中所示，熱交換器21包括：在管道16的另一端內(nèi)布置的熱接收部分21a；在管道16外部布置的冷卻單元21b；以及，從熱接收部分21a向冷卻單元21b傳送熱量的熱傳送部分21c。熱交換器21從被控制熒光輪12加熱的空氣帶走熱量，因此冷卻該空氣。以這種方式在管道16中布置熱交換器21允許已經(jīng)被熱交換器21冷卻的冷卻空氣向風(fēng)扇15的循環(huán)，并且提高使用從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的熒光材料的冷卻效率。另外，循環(huán)用于冷卻的液體的液體冷卻的冷卻機構(gòu)也可以被用作熱交換器。

如圖8中所示，在管道16內(nèi)布置熒光輪12和輪馬達17。另外，在管道16內(nèi)與其上形成熒光層12b的熒光輪12的表面相鄰地設(shè)置多個聚光透鏡13a、13b和13c以及支撐該多個聚光透鏡13a、13b和13c的透鏡架22。

如圖8和9中所示，透鏡架22具有：支撐單元22a，支撐單元22a支撐聚光透鏡13a、13b和13c中的每一個的外周；以及，基座22a，基座22a支撐支撐單元22a。

透鏡架22的基座22b以具有L狀橫截面的板形式形成，并且被固定到下罩10b的底面板?；?2b具有直立壁22c。支撐單元22a被設(shè)置在與直立壁22c的下罩10b的底面板分離的位置處。另外，直立壁22c與管道16的分隔壁19鏈接在一起，并且形成為分隔壁19的一部分。

如上所述形成透鏡架22保證了第一空氣通路23a，并且改善了冷卻空氣的通風(fēng)特性，冷卻空氣在支撐單元22a和下罩10b的底面板之間流過第一空氣通路23a。因此可以防止透鏡架22對于從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的阻礙，并且冷卻空氣能夠沿著管道16的分隔壁19平滑地流動。

透鏡架22的支撐單元22a支撐聚光透鏡13a、13b和13c中的每一個的外周。支撐單元22a在多個聚光透鏡13a、13b和13c中的每一個之間包括多個第二空氣通路23b，從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣通過該通道。因為包括第二空氣通路23b，所以支撐單元22a不阻礙從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的流動，并且允許熒光層12b的有效冷卻。

而且，如圖7和8中所示，散熱器24被設(shè)置在管道16外部，作為用于向管道16的外部排放從旋轉(zhuǎn)軸17a傳送的熱量的熱排放部分。

散熱器24被鏈接到屬于輪馬達17的旋轉(zhuǎn)軸17a的軸承17b。如圖8中所示，在軸承17b和散熱器24之間插入了熱傳送片25，并且，通過熱傳送片25從軸承17b向散熱器24傳輸熱量，并且從散熱器24排放該熱量。散熱器24的使用因此提高了冷卻熒光輪12的熒光材料的效果。作為一種變型，取代其中熱傳送片25接觸軸承17b的構(gòu)造，熱傳送片25也可以被構(gòu)造成直接接觸旋轉(zhuǎn)軸17a。

如圖6和7中所示，在罩10外部設(shè)置另一個風(fēng)扇27，罩10在向散熱器24和熱交換器21的冷卻單元21b供應(yīng)冷卻空氣的管道16外部。散熱器24和冷卻單元21c被布置在管道16的外部的位置處，使得散熱器24面向冷卻單元21c。

螺旋槳風(fēng)扇被用作風(fēng)扇27。如圖4中所示，本示例性實施例的投影顯示設(shè)備1設(shè)有殼體9，在該殼體9內(nèi)設(shè)置有照明光學(xué)系統(tǒng)3，并且在殼體9內(nèi)的面向冷卻單元21b的位置處布置風(fēng)扇27。

從風(fēng)扇27供應(yīng)的冷卻空氣在已經(jīng)冷卻了冷卻單元21b后經(jīng)由冷卻單元21b通過，并且對著散熱器24吹送。以這種方式，可以通過使用從一個風(fēng)扇27供應(yīng)的冷卻空氣來有效地冷卻冷卻單元21b和散熱器24，并且因此簡化了冷卻結(jié)構(gòu)11。

雖然在本示例性實施例中采用了其中已經(jīng)通過熱交換器21的冷卻單元21b的冷卻空氣對著散熱器24吹送的構(gòu)造，但是本示例性實施例不限于這種形式。作為一種變型，當然可以采用下述構(gòu)造，其中，已經(jīng)通過散熱器24的冷卻空氣對著冷卻單元21b吹送，或者其中，使得冷卻空氣在散熱器24和冷卻單元21b之間流動。

在照明光學(xué)系統(tǒng)3的第一光路中，從第一激光光源6的激光二極管8發(fā)射的激光被聚光透鏡31聚光，如圖6和7中所示。已經(jīng)被聚光透鏡31聚光的光被聚光透鏡32向漫射器33聚光。照射在漫射器33上的激光被漫射，并且然后被照射到聚光透鏡34中。被照射到聚光透鏡34中的光被照射到分色鏡35中。分色鏡35透射具有藍色波長的光，并且進一步反射比綠色波長更長的波長的光。因此，分色鏡35透射從第一激光光源6發(fā)射的藍色激光，并且反射從上述熒光輪12的熒光層12b發(fā)射的黃光。被分色鏡35反射的黃光和透射穿過分色鏡35的藍色激光被照射到聚光透鏡36中，并且從照明光學(xué)系統(tǒng)3發(fā)射。從照明光學(xué)系統(tǒng)3發(fā)射的光被照射到圖像生成光學(xué)系統(tǒng)4中。

在照明光學(xué)系統(tǒng)3的第二光路上，從第二激光光源7的激光二極管8發(fā)射的激光被聚光透鏡41聚光，如圖6和7中所示。被聚光透鏡41聚光的光被聚光透鏡42向漫射器43聚光。照射在漫射器43上的光被漫射，并且然后被照射到光隧道44中。光隧道44是中空的光學(xué)元件，它的內(nèi)部上和下表面以及右側(cè)和左側(cè)表面中的每一個形成為反射鏡。照射到光隧道44中的光被光隧道44的內(nèi)表面重復(fù)反射，據(jù)此，使得在光隧道44的發(fā)射部分處的光的照度分布均勻。作為一種變型，也可以使用桿透鏡(勻光桿)來取代光隧道44。

從光隧道44發(fā)射的光被聚光透鏡45聚光。已經(jīng)被聚光透鏡45聚光的光被照射到分色鏡46中。分色鏡46反射具有藍色波長的光，并且透射比綠色波長更長的波長的光。被分色鏡46反射的藍色激光通過聚光透鏡13a、13b和13c，并且被照射到熒光輪12的熒光層12b中。該熒光材料被藍色激光激發(fā)，并且輻射黃色熒光。

從熒光材料輻射的黃光被聚光透鏡13a、13b和13c聚光，并且被照射到分色鏡46中。被照射到分色鏡46中的黃光透射穿過分色鏡46，并且被照射到聚光透鏡47中。被照射到聚光透鏡47中的黃光被照射到分色鏡35中。被照射到分色鏡35中的黃光被分色鏡35反射，并且被照射到聚光透鏡36中。

在投影顯示設(shè)備1中設(shè)置的圖像生成光學(xué)系統(tǒng)4中，已經(jīng)從照明光學(xué)系統(tǒng)3的聚光透鏡36發(fā)射的光被照射到光隧道51中，如圖4中所示。被照射到光隧道51中的光在光隧道51內(nèi)被重復(fù)地反射，據(jù)此，使得在光隧道51的發(fā)射部分處的光的照度分布均勻。從光隧道51發(fā)射的光變?yōu)樽鳛辄S光和藍光的合成光的白光。該白光通過聚光透鏡52和53，并且被鏡54反射。被鏡54反射的白光通過聚光透鏡55，并且被照射到TIR(全內(nèi)反射)棱鏡56中。被照射到TIR棱鏡56中的光在內(nèi)部經(jīng)歷全反射，并且然后被照射到色棱鏡57中。色棱鏡57將該白光分離為綠光、紅光和藍光。

已經(jīng)在色棱鏡57中分離的光被照射到用作利用圖像信號來調(diào)制該光的圖像元件的DMD(數(shù)字鏡器件)中。被色棱鏡57分離的綠光被照射到綠光DMD 58中。類似地，被色棱鏡57分離的紅光被照射到紅光DMD(未示出)中，并且，被色棱鏡57分離的藍光被照射到藍光DMD(未示出)中。作為一種變型，液晶面板(LCD)可以取代DMD而被用作圖像元件。

DMD 58具有以矩陣形式排列的多個微鏡，每個微鏡對應(yīng)于要投影的圖像的一個像素。微鏡被構(gòu)造成使得允許每個微鏡的角度的調(diào)整。被照射到具有某一角度的微鏡中的光被向投影透鏡59反射。因此，在每個DMD處反射的綠光、紅光和藍光被照射到色棱鏡57中，并且在色棱鏡57中合成。在色棱鏡57處合成的光通過TIR棱鏡56和投影透鏡59，并且然后被投影在諸如屏幕的投影表面上。

接下來相對于已經(jīng)如上所述構(gòu)造的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)11來描述如下操作，通過該操作來通過風(fēng)扇15和管道16冷卻熒光輪12。

從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣在管道16內(nèi)沿著分隔壁19流動，并且對著熒光輪12的基板12a的兩個表面吹送該冷卻空氣。對著在熒光輪12的熒光層12b的一側(cè)上的表面吹送的冷卻空氣通過透鏡架22的空氣通路23和透鏡架22的支撐單元22a的周緣側(cè)上的空間，并且沿著在熒光層12b側(cè)上的表面平滑地流動。以這種方式，從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣沿著管道16被引導(dǎo)，并且有效地冷卻熒光輪12的整體。

已經(jīng)冷卻了熒光輪12的熒光層12b的冷卻空氣進一步沿著分隔壁19流動，并且被熱交換器21冷卻。已經(jīng)被熱交換器21冷卻的空氣被從管道16排放，通過照明光學(xué)系統(tǒng)3的內(nèi)部，并且循環(huán)到風(fēng)扇15，如在圖7中的箭頭所示。因此，風(fēng)扇15能夠向熒光輪12供應(yīng)已經(jīng)被熱交換器21冷卻的冷卻空氣，據(jù)此，增大了熒光材料的冷卻效率。

通過從風(fēng)扇27供應(yīng)的冷卻空氣來進一步冷卻熱交換器21的控制單元21b。通過已經(jīng)冷卻了冷卻單元21b的冷卻空氣來冷卻散熱器24。通過散熱器24的冷卻來冷卻熒光輪12的熒光層12b。

與其中在投影顯示設(shè)備的殼體內(nèi)的熒光輪附近簡單地布置風(fēng)扇的構(gòu)造相比較，本示例性實施例使得能夠通過沿著管道16引導(dǎo)的冷卻空氣來冷卻圍繞熒光輪12的空氣。以這種方式，可以有效地冷卻熒光材料。

另外，因為在管道16內(nèi)布置的透鏡架22具有空氣通路23，所以防止了從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的流動的阻礙。通過用于增大冷卻空氣的通風(fēng)特性的這些構(gòu)造中的每一個的組合效應(yīng)而增大了熒光材料的冷卻效率。

如上所述，第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)11設(shè)有管道16，該管道16向熒光輪12引導(dǎo)從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣，據(jù)此，通過沿著管道16引導(dǎo)的冷卻空氣來降低圍繞熒光輪12的空氣的溫度，使得能夠有效冷卻熒光材料。結(jié)果，冷卻結(jié)構(gòu)11能夠改善熒光材料的冷卻效率，并且防止從照明光學(xué)系統(tǒng)3發(fā)射的光的照度的降低。

另外，透鏡架22通過在支撐單元22a和下罩10b的底面板之間包含空間而防止了從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的流動的阻礙，并且使得冷卻空氣能夠充分流向在熒光層12b的一側(cè)上的熒光輪12的表面。透鏡架22進一步通過包含空氣通路23來防止從風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的流動的阻礙，并且使得冷卻空氣能夠平滑流向在熒光層12b的一側(cè)上的熒光輪12的表面。結(jié)果，可以增大冷卻熒光材料的效果。

最后，因為熱交換器21的包含，冷卻結(jié)構(gòu)11能夠同時防止被風(fēng)扇15供應(yīng)的冷卻空氣的溫度的增大，并且進一步有效地冷卻熒光輪12。另外，冷卻結(jié)構(gòu)11通過包含能夠散熱的散熱器24，能夠向管道16的外部排放熒光輪12的熱量。

第二示例性實施例

接下來描述第二照明光學(xué)系統(tǒng)冷卻結(jié)構(gòu)。為了方便，具有第二示例性實施例的冷卻結(jié)構(gòu)的照明光學(xué)系統(tǒng)中的與第一示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成元件相同的構(gòu)成元件賦予與在第一示例性實施例中相同的附圖標記，并且省略重復(fù)的解釋。

圖10示出用于描述第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的透視圖。圖11示出第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的平面視圖。圖12示出第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的放大平面圖。圖13示出屬于第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)的管道和透鏡架的透視圖。

如圖10和11中所示，第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)61設(shè)有：，管道66包括分割內(nèi)部空間的分割壁69；以及，第一風(fēng)扇67a和第二風(fēng)扇67b，第一風(fēng)扇67a和第二風(fēng)扇67b向被分割壁69分割的管道66中的每個空間供應(yīng)冷卻空氣。

如圖12和13中所示，在管道66內(nèi)的第一和第二風(fēng)扇67a和67b與熒光輪12之間設(shè)置分割壁69，分割壁69將管道66的內(nèi)部空間分割為第一空間和第二空間，第一空間包括基板12a的一個表面，第二空間包括基板12b的另一個表面。分割壁69被設(shè)置成沿著分隔壁19從管道66的一端向與熒光輪12相鄰的位置延伸。如圖13中所示，在管道66的一端處形成端口66a和端口66b，端口66a被鏈接到第一風(fēng)扇67a的空氣供應(yīng)端口，端口66b被鏈接到第二風(fēng)扇67b的空氣供應(yīng)端口。

在如上所述的第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)61中，從第一風(fēng)扇67a供應(yīng)的冷卻空氣流過被分割壁69分割的管道66的內(nèi)部空間中的一個空間，并且被引導(dǎo)到熒光輪12的其上形成熒光層12b的一側(cè)的表面。類似地，從第二風(fēng)扇67b供應(yīng)的冷卻空氣流過被分割壁69分隔的管道66的內(nèi)部空間中的另一個空間，并且被引導(dǎo)到熒光輪12的另一個表面。以這種方式，在本示例性實施例中，每個冷卻空氣流都被平滑地引導(dǎo)到熒光輪12的兩側(cè)。

根據(jù)第二示例性實施例的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)61，分割壁69與第一和第二風(fēng)扇67a和67b的設(shè)置使得冷卻空氣能夠被平滑地被引導(dǎo)到熒光輪12的兩側(cè)，并且可以獲得冷卻材料的冷卻效率的進一步增大。

而且，雖然根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的冷卻結(jié)構(gòu)用在具有熒光輪的照明光學(xué)系統(tǒng)中，但是該冷卻結(jié)構(gòu)在必要時也可以用在另一種照明光學(xué)系統(tǒng)中。本發(fā)明也可以用在使用色輪的照明光學(xué)系統(tǒng)中，該色輪具有濾色器，來自光源的光被照射到該濾色器中，或者，本發(fā)明也可以用在使用固定構(gòu)造的熒光材料的另一種照明光學(xué)系統(tǒng)中。

雖然已經(jīng)參考示例性實施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述示例性實施例。在對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員清楚的本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的構(gòu)造和細節(jié)對于各種變型是開放的。

附圖標記的解釋

1 投影顯示設(shè)備

3 照明光學(xué)系統(tǒng)

7 第二激光光源

11 冷卻結(jié)構(gòu)

12 熒光輪

12a 基板

12b 熒光層

15 風(fēng)扇

16 管道

17a 旋轉(zhuǎn)軸