JP2017122916A - Cooling structure, lighting optical system, projection-type display apparatus, and cooling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体ユニットの冷却構造、当該冷却構造を備えた照明光学系および投写型表示装置、ならびに蛍光体ユニットの冷却方法に関する。 The present invention relates to a cooling structure of a phosphor unit including a phosphor that emits fluorescence when irradiated with excitation light, an illumination optical system and a projection display device including the cooling structure, and a cooling method of the phosphor unit.
近年、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体を含む照明光学系が開発されている。このような照明光学系は、例えば投写型表示装置に利用されている。 In recent years, illumination optical systems including phosphors that emit fluorescence when irradiated with excitation light have been developed. Such an illumination optical system is used in, for example, a projection display device.
国際公開第2012/127554号(以下、特許文献1と称する。)に記載の照明光学系は、レーザ光源および蛍光体ユニットを有する。蛍光体ユニットの一面には、蛍光体領域と反射領域とが形成されている。蛍光体領域は、レーザ光の照射により所定の波長の蛍光を発する蛍光体を有する。反射領域は、光を反射する領域である。蛍光体ユニットは、反射領域および蛍光体領域が設けられた一面に直交する回転軸まわりに回転自在に構成されている。蛍光体ユニットの回転中にレーザ光が蛍光体ユニットへ照射される。これにより、蛍光体からの蛍光と、反射領域で反射したレーザ光とが、順次発射される。 The illumination optical system described in International Publication No. 2012/127554 (hereinafter referred to as Patent Document 1) includes a laser light source and a phosphor unit. A phosphor region and a reflection region are formed on one surface of the phosphor unit. The phosphor region has a phosphor that emits fluorescence of a predetermined wavelength when irradiated with laser light. The reflection area is an area that reflects light. The phosphor unit is configured to be rotatable around a rotation axis that is orthogonal to one surface on which the reflection region and the phosphor region are provided. During the rotation of the phosphor unit, the laser unit is irradiated with the laser light. Thereby, the fluorescence from the phosphor and the laser light reflected by the reflection region are sequentially emitted.
照明光学系から発せられる光の照度は、蛍光体から放出される光の光量に依存する。蛍光体は、発熱により発光効率が低下する特性を有する。したがって、照明光学系から発せられる光の照度の低下を抑制するためには、蛍光体の発熱を抑制することが望ましい。 The illuminance of light emitted from the illumination optical system depends on the amount of light emitted from the phosphor. The phosphor has a characteristic that the light emission efficiency is lowered by heat generation. Therefore, in order to suppress a decrease in the illuminance of light emitted from the illumination optical system, it is desirable to suppress the heat generation of the phosphor.
蛍光体は、レーザ光の照射により発熱する。特許文献1に記載の照明光学系では、蛍光体は、蛍光体ユニットの回転にともない蛍光体ユニット自身が受ける風によって冷却される。しかしながら、蛍光体を冷却する冷却効果をより改善することが望まれる。 The phosphor generates heat when irradiated with laser light. In the illumination optical system described in Patent Document 1, the phosphor is cooled by the wind received by the phosphor unit itself as the phosphor unit rotates. However, it is desired to further improve the cooling effect for cooling the phosphor.
本発明の目的は、上述した課題である蛍光体の冷却効果を改善することができる冷却構造、照明光学系および投写型表示装置、ならびに冷却方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cooling structure, an illumination optical system, a projection display device, and a cooling method that can improve the cooling effect of a phosphor, which is the problem described above.
一実施形態に係る冷却構造は、蛍光体ユニットと、冷却風を流す送風システムと、ダクト構造体と、を有する。蛍光体ユニットは、基板と、基板に形成され、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体と、を含む。ダクト構造体は、送風システムからの冷却風を蛍光体ユニットに導く。 The cooling structure which concerns on one Embodiment has a fluorescent substance unit, the ventilation system which sends a cooling wind, and a duct structure. The phosphor unit includes a substrate and a phosphor that is formed on the substrate and emits fluorescence when irradiated with excitation light. The duct structure guides cooling air from the blower system to the phosphor unit.
一実施形態に係る照明光学系は、上記の冷却構造と、蛍光体に照射する励起光を発生する励起光源と、を有する。 An illumination optical system according to an embodiment includes the cooling structure described above and an excitation light source that generates excitation light that irradiates a phosphor.
一実施形態に係る投写型表示装置は、上記の照明光学系と、当該照明光学系から出射した光を画像光に変換する光学エンジンと、画像光を外部へ投写する投写レンズと、を有する。 A projection display device according to an embodiment includes the illumination optical system, an optical engine that converts light emitted from the illumination optical system into image light, and a projection lens that projects the image light to the outside.
一実施形態に係る冷却方法は、基板と、当該基板に形成され、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体と、を含む蛍光体ユニットを冷却する方法に関する。この冷却方法は、送風システムから蛍光体ユニットに導くダクト構造体を介して、冷却風を蛍光体ユニットに当てることを含む。 The cooling method which concerns on one Embodiment is related with the method of cooling the fluorescent substance unit containing a board | substrate and the fluorescent substance which is formed in the said board | substrate and emits fluorescence by irradiation of excitation light. The cooling method includes applying cooling air to the phosphor unit through a duct structure that leads from the air blowing system to the phosphor unit.
上記構成の冷却構造または冷却方法によれば、蛍光体の冷却効果を改善することができる。 According to the cooling structure or the cooling method having the above configuration, the cooling effect of the phosphor can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、一実施形態に係る照明光学系の斜視図である。照明光学系1は、後述する光源や蛍光体ユニットなどの構成部品を収容する筐体6を備えている。筐体6は、上側ケース4と下側ケース5とを有していて良い。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an illumination optical system according to an embodiment. The illumination optical system 1 includes a housing 6 that houses components such as a light source and a phosphor unit described later. The housing 6 may have an upper case 4 and a lower case 5.
図2は、上側ケース4を取り外した照明光学系1の斜視図であり、照明光学系1の内部構成を示している。図3は、上側ケース4を取り外した照明光学系1の平面図であり、照明光学系1の内部構成を示している。図4は、図3に示す領域4Aの拡大図であり、図5は、図3に示す領域4Aを拡大した斜視図である。なお、図2および図3では、見易さのため、各構成部品を保持するホルダは示されていない。 FIG. 2 is a perspective view of the illumination optical system 1 with the upper case 4 removed, and shows the internal configuration of the illumination optical system 1. FIG. 3 is a plan view of the illumination optical system 1 with the upper case 4 removed, and shows the internal configuration of the illumination optical system 1. 4 is an enlarged view of the region 4A shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged perspective view of the region 4A shown in FIG. In FIGS. 2 and 3, a holder for holding each component is not shown for ease of viewing.
照明光学系1は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体31を含む蛍光体ユニット30と、蛍光体31に照射する励起光を発する励起光源11と、を有する。励起光源11から発せられた励起光は、各種の光学部品12,14,16,18,21,22,36を経て、蛍光体ユニット30に設けられた蛍光体31に入射する。 The illumination optical system 1 includes a phosphor unit 30 including a phosphor 31 that emits fluorescence when irradiated with excitation light, and an excitation light source 11 that emits excitation light that irradiates the phosphor 31. Excitation light emitted from the excitation light source 11 passes through various optical components 12, 14, 16, 18, 21, 22, and 36 and enters a phosphor 31 provided in the phosphor unit 30.
励起光源11は、マトリックス状に配置された複数のレーザ光源10を含んでいてよい。励起光源11は、複数のレーザ光源10から出射したレーザ光のミキシングにより形成される励起光を発することができる。レーザ光源10は、青色の波長を有する青色レーザ光を出射するものであることが好ましい。レーザ光源10は例えばレーザダイオードであってよい。 The excitation light source 11 may include a plurality of laser light sources 10 arranged in a matrix. The excitation light source 11 can emit excitation light formed by mixing the laser light emitted from the plurality of laser light sources 10. The laser light source 10 preferably emits blue laser light having a blue wavelength. The laser light source 10 may be a laser diode, for example.
次に、蛍光体ユニット30の具体的構成の一例について、特に図4および図5を参照して説明する。蛍光体ユニット30は、基板32と、基板32の一面に形成された蛍光体31と、を有する。基板32は、例えばアルミニウムのような熱伝導性の高い材料から作られることが好ましい。 Next, an example of a specific configuration of the phosphor unit 30 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 in particular. The phosphor unit 30 includes a substrate 32 and a phosphor 31 formed on one surface of the substrate 32. The substrate 32 is preferably made from a material with high thermal conductivity, such as aluminum.
基板32は円板形状であってよい。基板32は、基板の表面に直交する回転軸まわりに回転自在に支持されていることが好ましい。この場合、蛍光体ユニット30は、蛍光体31が形成された基板32を回転駆動させる駆動モータ33を備えていてよい。駆動モータ33は、基板32の、蛍光体31が形成されている一面とは反対側の領域に配置されていることが好ましい。 The substrate 32 may have a disk shape. The substrate 32 is preferably supported so as to be rotatable around a rotation axis orthogonal to the surface of the substrate. In this case, the phosphor unit 30 may include a drive motor 33 that rotationally drives the substrate 32 on which the phosphor 31 is formed. The drive motor 33 is preferably disposed in a region of the substrate 32 opposite to the one surface on which the phosphor 31 is formed.
励起光源11から発せられた励起光は、蛍光体31上の一部Sを局所的に照射する。励起光の照射中に基板32が回転することにより、励起光が常に蛍光体31の同一箇所に照射されることを防止することができる。これにより、励起光の照射中における蛍光体31の過度な発熱を抑制することができる。また、蛍光体31および基板32は、基板32の回転により受ける風により冷却される。 Excitation light emitted from the excitation light source 11 irradiates a part S on the phosphor 31 locally. By rotating the substrate 32 during the excitation light irradiation, it is possible to prevent the excitation light from being always irradiated to the same portion of the phosphor 31. Thereby, the excessive heat_generation | fever of the fluorescent substance 31 during irradiation of excitation light can be suppressed. The phosphor 31 and the substrate 32 are cooled by the wind received by the rotation of the substrate 32.
本実施形態では、蛍光体31は、赤色から緑色までの波長を含む黄色の蛍光を放射するものである。これに代えて、蛍光体31は、用途等に応じて任意の蛍光を発するものであってよい。また、互いに異なる波長の蛍光を発する複数の蛍光体が基板32に形成されていてもよい。この場合、基板32を回転しつつ複数の蛍光体に順番に励起光を照射することによって、互いに異なる波長の蛍光が蛍光体ユニット30から順次出射される。 In the present embodiment, the phosphor 31 emits yellow fluorescence including wavelengths from red to green. Instead of this, the phosphor 31 may emit any fluorescence depending on the application or the like. In addition, a plurality of phosphors that emit fluorescence having different wavelengths may be formed on the substrate 32. In this case, fluorescence of different wavelengths is sequentially emitted from the phosphor unit 30 by sequentially irradiating the plurality of phosphors with excitation light while rotating the substrate 32.
次に、蛍光体ユニット30の冷却構造について図2〜5を参照して説明する。照明光学系1は、蛍光体ユニット30を冷却する冷却風の流れを発生させる送風システム70,71と、送風システム70,71からの冷却風を蛍光体ユニット30に導くダクト構造体68と、を有する。送風システム70,71からの冷却風をダクト構造体68により蛍光体ユニット30に導くことで、蛍光体ユニット30の冷却効果を向上させることができる。ダクト構造体68の具体的な構造は任意である。 Next, the cooling structure of the phosphor unit 30 will be described with reference to FIGS. The illumination optical system 1 includes air blowing systems 70 and 71 that generate a flow of cooling air that cools the phosphor unit 30, and a duct structure 68 that guides the cooling air from the air blowing systems 70 and 71 to the phosphor unit 30. Have. By guiding the cooling air from the air blowing systems 70 and 71 to the phosphor unit 30 through the duct structure 68, the cooling effect of the phosphor unit 30 can be improved. The specific structure of the duct structure 68 is arbitrary.
以下ではダクト構造体68の構造の好ましい態様について図2〜図5を参照して詳細に説明する。ダクト構造体68の外壁は、外壁部材64と筐体6の一部とにより構成されていてよい。蛍光体ユニット30は、ダクト構造体68の内部に配置されていることが好ましい。励起光源11やその他の光学部品は、ダクト構造体68の外側に設けられていて良い。この場合、励起光源11からの励起光を蛍光体31に照射させるため、ダクト構造体68は、励起光が通過可能な窓部65を有していてよい。蛍光体31に向けて励起光を集光する集光レンズ系36は、ダクト構造体68の窓部65のところに配置されていて良い。 Below, the preferable aspect of the structure of the duct structure 68 is demonstrated in detail with reference to FIGS. The outer wall of the duct structure 68 may be configured by the outer wall member 64 and a part of the housing 6. The phosphor unit 30 is preferably disposed inside the duct structure 68. The excitation light source 11 and other optical components may be provided outside the duct structure 68. In this case, in order to irradiate the phosphor 31 with excitation light from the excitation light source 11, the duct structure 68 may have a window portion 65 through which excitation light can pass. The condensing lens system 36 that condenses the excitation light toward the phosphor 31 may be disposed at the window 65 of the duct structure 68.
ダクト構造体68は、冷却風が流れる第1の流路60と、冷却風が流れる第2の流路61と、を有していてよい。また、照明光学系1は、第1の流路60に冷却風を流入させる第1の送風装置70と、第2の流路61に冷却風を流入させる第2の送風装置71と、を有することが好ましい。これに代えて、第1の流路60と第2の流路61の両方に冷却風を流入させる共通の1つの送風装置が設けられていてもよい。 The duct structure 68 may include a first flow path 60 through which cooling air flows and a second flow path 61 through which cooling air flows. The illumination optical system 1 also includes a first blower 70 that allows cooling air to flow into the first flow path 60, and a second blower 71 that allows cooling air to flow into the second flow path 61. It is preferable. Instead of this, one common blower that allows cooling air to flow into both the first flow path 60 and the second flow path 61 may be provided.
第1の流路60は、第1の送風装置70の、冷却風の噴出口70aから、蛍光体ユニット30の基板32の一端へ向けて延びている。第1の流路60は、基板32の、蛍光体31が形成された一面に、第1の送風装置70からの冷却風W1を導く。第1の流路60は、蛍光体ユニット30の基板32に向かうにつれて流路幅が小さくなる絞り部62を有することが好ましい。絞り部62の先端は、励起光の照射スポットSに向けられていてよい。 The first flow path 60 extends from the cooling air outlet 70 a of the first blower 70 toward one end of the substrate 32 of the phosphor unit 30. The first flow path 60 guides the cooling air W <b> 1 from the first blower 70 to one surface of the substrate 32 on which the phosphor 31 is formed. It is preferable that the first flow path 60 has a throttle portion 62 whose flow path width becomes smaller toward the substrate 32 of the phosphor unit 30. The distal end of the diaphragm 62 may be directed to the excitation light irradiation spot S.
第1の送風装置70から噴射した冷却風W1は、第1の流路60を通って、蛍光体31に向けて噴出する。第1の流路60が冷却風W1の流れ方向における下流に向かうにつれて絞られている場合、第1の流路60から流出する冷却風W1の流速は大きくなる。このように、流速の大きい冷却風W1による局所冷却によって、発熱密度の高い部分、すなわち励起光の照射スポットSの冷却効果を向上させることができる。 The cooling air W <b> 1 ejected from the first air blower 70 is ejected toward the phosphor 31 through the first flow path 60. When the 1st flow path 60 is restrict | squeezed as it goes downstream in the flow direction of the cooling air W1, the flow velocity of the cooling air W1 flowing out from the 1st flow path 60 becomes large. Thus, the local cooling by the cooling air W1 with a high flow velocity can improve the cooling effect of the portion having a high heat generation density, that is, the irradiation spot S of the excitation light.
第2の流路61は、第2の送風装置71の、冷却風の噴出口71aから、蛍光体ユニット30の基板32の一端へ向けて延びている。第2の流路61は、基板32の、蛍光体31が形成された一面とは反対側の領域に、第2の送風装置71からの冷却風W2を導く。これにより、第2の流路61を通った冷却風W2は、基板32の、蛍光体31が形成されていない方の面と、駆動モータ33と、を冷却することができる。なお、駆動モータ33は第2の流路61内に配置されていることが好ましい。 The second flow path 61 extends from the cooling air jet 71 a of the second blower 71 toward one end of the substrate 32 of the phosphor unit 30. The second flow path 61 guides the cooling air W <b> 2 from the second air blower 71 to a region of the substrate 32 opposite to the one surface on which the phosphor 31 is formed. As a result, the cooling air W <b> 2 that has passed through the second flow path 61 can cool the surface of the substrate 32 on which the phosphor 31 is not formed and the drive motor 33. The drive motor 33 is preferably disposed in the second flow path 61.
第2の流路61は、第1の流路60のような絞り部62を有していなくてよい。つまり、第2の流路61は、第1の流路60の絞り部62よりも広い流路幅を有していてよい。このように発熱密度が比較的低く広範囲にわたって発熱し得る蛍光体ユニット30の裏側については、冷却風W2の風量をできる限り低減させることなく、全体的に冷却することが冷却効果の観点から好ましい。 The second flow path 61 does not have to include the throttle part 62 like the first flow path 60. That is, the second channel 61 may have a wider channel width than the throttle part 62 of the first channel 60. Thus, it is preferable from the viewpoint of the cooling effect that the back side of the phosphor unit 30 having a relatively low heat generation density and capable of generating heat over a wide range is cooled as a whole without reducing the amount of the cooling air W2 as much as possible.
上記のように、第1の流路60と第2の流路61とで冷却風の流速や風量を変える場合、第1の流路60と第2の流路61との間を仕切る板状の仕切部材63が設けられていてよい。なお、図5では、見易さのため、仕切部材63は示されていない。 As described above, when changing the flow velocity and the air volume of the cooling air between the first channel 60 and the second channel 61, a plate shape that partitions the first channel 60 and the second channel 61. The partition member 63 may be provided. In addition, in FIG. 5, the partition member 63 is not shown for legibility.
仕切部材63の一端は、蛍光体ユニット30の基板32の一端に近接していることが好ましい。これにより、仕切部材63は、第1の流路60を通る第1の冷却風W1と第2の流路61を通る第2の冷却風W2との混合を防ぐ。さらに、図4に示されているように、蛍光体ユニット30の基板32が第1の流路60と第2の流路61とを仕切るように配置されていることが好ましい。この場合、基板32の蛍光体31が形成された一面が第1の流路60に向けられ、基板32の、蛍光体31が形成された一面とは反対側の面が、第2の流路61に向けられる。 One end of the partition member 63 is preferably close to one end of the substrate 32 of the phosphor unit 30. Thereby, the partition member 63 prevents mixing of the first cooling air W1 passing through the first flow path 60 and the second cooling air W2 passing through the second flow path 61. Further, as shown in FIG. 4, the substrate 32 of the phosphor unit 30 is preferably arranged so as to partition the first flow path 60 and the second flow path 61. In this case, one surface of the substrate 32 on which the phosphor 31 is formed is directed to the first flow path 60, and the surface of the substrate 32 opposite to the one surface on which the phosphor 31 is formed is the second flow path. Directed to 61.
冷却風W1,W2の流れ方向において、蛍光体ユニット30よりも下流側に、加熱された空気の温度を下げるための熱交換器75が設けられていてよい。熱交換器75は、ダクト構造体68の出口部分に設けられていることが好ましい。これにより、蛍光体ユニット30のところで加熱された冷却風の温度を下げることができる。 A heat exchanger 75 for lowering the temperature of the heated air may be provided downstream of the phosphor unit 30 in the flow direction of the cooling air W1, W2. The heat exchanger 75 is preferably provided at the outlet portion of the duct structure 68. Thereby, the temperature of the cooling air heated at the phosphor unit 30 can be lowered.
より具体的には、熱交換器75は、熱を受け取る受熱部76と、熱を排出する放熱部78と、受熱部76と放熱部78とを熱的に接続するヒートパイプ77と、を有していてよい。受熱部76はダクト構造体68の出口部分に設けられており、放熱部78は筐体6の外部に設けられている。これにより、受熱部76で受けた熱は、ヒートパイプ77を通って筐体6の外へ排出される。 More specifically, the heat exchanger 75 includes a heat receiving portion 76 that receives heat, a heat radiating portion 78 that discharges heat, and a heat pipe 77 that thermally connects the heat receiving portion 76 and the heat radiating portion 78. You can do it. The heat receiving portion 76 is provided at the exit portion of the duct structure 68, and the heat radiating portion 78 is provided outside the housing 6. As a result, the heat received by the heat receiving portion 76 is discharged out of the housing 6 through the heat pipe 77.
蛍光体ユニット30がダクト構造体68の内部に配置されている場合、加熱された空気は他の空間に拡散することなく、熱交換器75の受熱部76に向けて流れる。これにより、照明光学系1の筐体6内の別の空間、特に励起光源11やその他の光学部品が配置された空間の温度上昇を抑制することができる。 When the phosphor unit 30 is disposed inside the duct structure 68, the heated air flows toward the heat receiving portion 76 of the heat exchanger 75 without diffusing into other spaces. Thereby, the temperature rise of another space in the housing | casing 6 of the illumination optical system 1, especially the space where the excitation light source 11 and other optical components are arrange | positioned can be suppressed.
熱交換器75の受熱部76で冷却された空気W3は、筐体6内で循環し、再び送風装置70,71の流入口70b,71bに達する。送風装置70,71の流入口70b,71bに達した空気は、再び冷却風としてダクト構造体68内に流出する。このように冷却風を循環させることで、蛍光体ユニット30を効率よく冷却することができる。 The air W3 cooled by the heat receiving part 76 of the heat exchanger 75 circulates in the housing 6 and reaches the inlets 70b and 71b of the blowers 70 and 71 again. The air that has reached the inlets 70b and 71b of the blowers 70 and 71 flows out again into the duct structure 68 as cooling air. By circulating the cooling air in this way, the phosphor unit 30 can be efficiently cooled.
第1のレーザ光源10は、レーザ光を外部に飛散させることがないよう筐体6内に配置されることが好ましい。この場合、上記のように冷却風を循環させることで、筐体6内の温度の上昇を抑制することができる。 The first laser light source 10 is preferably disposed in the housing 6 so that the laser light is not scattered outside. In this case, the temperature rise in the housing 6 can be suppressed by circulating the cooling air as described above.
蛍光体ユニット30の駆動モータ33の軸受け部34は、熱伝導シート73を挟んでヒートシンク74と接続されていることが好ましい。なお、図5では、見易さのため、ヒートシンク74は図示されていない。ヒートシンク74は筐体6の外側に配置されていてよい。ヒートシンク74により、蛍光体ユニット30の駆動モータ33をより効率的に冷却することができる。 It is preferable that the bearing portion 34 of the drive motor 33 of the phosphor unit 30 is connected to the heat sink 74 with the heat conductive sheet 73 interposed therebetween. Note that in FIG. 5, the heat sink 74 is not shown for ease of viewing. The heat sink 74 may be disposed outside the housing 6. The heat sink 74 can cool the drive motor 33 of the phosphor unit 30 more efficiently.
照明光学系1は、ヒートシンク74に冷却風W4を送風する第3の送風装置79、たとえばファンを有することが好ましい。第3の送風装置79からの冷却風W4により、ヒートシンク74を冷却することができる。また、熱交換器75の放熱部78は、第3の送風装置79とヒートシンク74との間に配置されていてよい。 The illumination optical system 1 preferably includes a third blower 79 that blows the cooling air W4 to the heat sink 74, for example, a fan. The heat sink 74 can be cooled by the cooling air W <b> 4 from the third blower 79. Further, the heat radiating portion 78 of the heat exchanger 75 may be disposed between the third blower 79 and the heat sink 74.
次に、照明光学系1の光学的な構成の一例について特に図2および図6を参照して詳細に説明する。第1のレーザ光源10から発せられた青色のレーザ光L1は、レンズ12によって平行光にされる。レンズ12によって平行化(コリメート)されたレーザ光L1は、集光レンズ14によってライトトンネル18の入射側開口部に集光される。レンズ14とライトトンネル18との間には、レーザ光を拡散させる拡散板16が設けられていてよい。 Next, an example of the optical configuration of the illumination optical system 1 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 6 in particular. The blue laser light L 1 emitted from the first laser light source 10 is converted into parallel light by the lens 12. The laser light L1 that has been collimated (collimated) by the lens 12 is condensed by the condenser lens 14 onto the incident side opening of the light tunnel 18. Between the lens 14 and the light tunnel 18, a diffusing plate 16 for diffusing laser light may be provided.
ライトトンネル18は中空の光学素子である。ライトトンネル18の上下左右の内面が反射ミラーとなっている。ライトトンネル18に入射したレーザ光L1はライトトンネルの内面で複数回反射する。これにより、ライトトンネル18の出射部における光の照度分布が均一化される。このライトトンネル18の代わりに、ガラスロッド(ロッドインテグレータ)が設けられていても良い。 The light tunnel 18 is a hollow optical element. The upper, lower, left and right inner surfaces of the light tunnel 18 are reflection mirrors. The laser beam L1 incident on the light tunnel 18 is reflected a plurality of times on the inner surface of the light tunnel. As a result, the illuminance distribution of the light at the exit portion of the light tunnel 18 is made uniform. Instead of the light tunnel 18, a glass rod (rod integrator) may be provided.
ライトトンネル18を出射したレーザ光L1は、レンズ21を透過し、それからダイクロイックミラー22に入射する。このダイクロイックミラー22は、青色の波長を有する光を反射し、緑色の波長よりも長い波長の光を透過する特性を有する。したがって、第1のレーザ光源10から発せられた青色のレーザ光L1は、ダイクロイックミラー22で反射する。ダイクロイックミラー22で反射した青色のレーザ光L1は、レンズ系36を透過して蛍光体ユニット30の蛍光体31に入射する。 The laser light L 1 emitted from the light tunnel 18 passes through the lens 21 and then enters the dichroic mirror 22. The dichroic mirror 22 has a characteristic of reflecting light having a blue wavelength and transmitting light having a longer wavelength than the green wavelength. Therefore, the blue laser light L 1 emitted from the first laser light source 10 is reflected by the dichroic mirror 22. The blue laser light L 1 reflected by the dichroic mirror 22 passes through the lens system 36 and enters the phosphor 31 of the phosphor unit 30.
蛍光体ユニットの蛍光体31はレーザ光の照射により蛍光を発する。本実施形態では、赤色から緑色までの波長を含む黄色の蛍光を放射する蛍光体31が用いられる。しかしながら、上述したように、蛍光体31は黄色の蛍光を放射するものに限定されない。 The phosphor 31 of the phosphor unit emits fluorescence when irradiated with laser light. In the present embodiment, a phosphor 31 that emits yellow fluorescence including wavelengths from red to green is used. However, as described above, the phosphor 31 is not limited to one that emits yellow fluorescence.
蛍光体31から放射された黄色光L2は、レンズ系36とダイクロイックミラー22とをこの順で透過する。ダイクロイックミラー22を透過した黄色光L2は、レンズ38を通り、ダイクロイックミラー50に入射する。 The yellow light L2 emitted from the phosphor 31 passes through the lens system 36 and the dichroic mirror 22 in this order. The yellow light L 2 that has passed through the dichroic mirror 22 passes through the lens 38 and enters the dichroic mirror 50.
このダイクロイックミラー50は、青色の波長を有する光を透過し、緑色の波長よりも長い波長の光を反射する特性を有する。これにより、ダイクロイックミラー50は、蛍光体31から発せられた黄色光L2を反射する。 The dichroic mirror 50 has a characteristic of transmitting light having a blue wavelength and reflecting light having a longer wavelength than the green wavelength. Thereby, the dichroic mirror 50 reflects the yellow light L <b> 2 emitted from the phosphor 31.
第2のレーザ光源40は、平面上に複数配置された青色レーザダイオードから構成されていて良い。レーザダイオードは非常に面積の小さい発光点からレーザ光を放射する。第2のレーザ光源40から放射された青色レーザ光L3は、レンズ42によって平行化(コリメート)された後、第1の集光レンズ44によって集光される。 The second laser light source 40 may be composed of a plurality of blue laser diodes arranged on a plane. Laser diodes emit laser light from a light emitting point with a very small area. The blue laser light L3 emitted from the second laser light source 40 is collimated by the lens 42 and then condensed by the first condenser lens 44.
照明光学系1は、第2のレーザ光源40から出射されたレーザ光L3を拡散させる拡散板46を備えていてよい。拡散板46は、第1の集光レンズ44と第2の集光レンズ48との間に配置されている。拡散板46は、第1の集光レンズ44を通ったレーザ光の集光部付近、つまり第1の集光レンズ44の焦点付近に設けられることが好ましい。 The illumination optical system 1 may include a diffusion plate 46 that diffuses the laser light L3 emitted from the second laser light source 40. The diffuser plate 46 is disposed between the first condenser lens 44 and the second condenser lens 48. The diffusing plate 46 is preferably provided in the vicinity of the condensing part of the laser light that has passed through the first condensing lens 44, that is, in the vicinity of the focal point of the first condensing lens 44.
拡散板46によって拡散した青色レーザ光L3は、第2の集光レンズ48を透過し、ダイクロイックミラー50へ入射する。この青色レーザ光L3はダイクロイックミラー50を透過する。ダイクロイックミラー50を透過した青色レーザ光L3は、ダイクロイックミラー50で反射した黄色の蛍光L2と合成される。 The blue laser light L3 diffused by the diffusion plate 46 passes through the second condenser lens 48 and enters the dichroic mirror 50. The blue laser light L3 passes through the dichroic mirror 50. The blue laser light L3 transmitted through the dichroic mirror 50 is combined with the yellow fluorescent light L2 reflected by the dichroic mirror 50.
ダイクロイックミラー50によって合成された合成光L4、つまり青色レーザ光と黄色の蛍光との合成光L4は、集光レンズ52を透過して、筐体6の外部へ出射する。照明光学系1から出射した合成光L4は、青色の波長、緑色の波長および赤色の波長を含む白色光となっていることが好ましい。 The combined light L4 combined by the dichroic mirror 50, that is, the combined light L4 of the blue laser light and the yellow fluorescent light passes through the condenser lens 52 and is emitted to the outside of the housing 6. The combined light L4 emitted from the illumination optical system 1 is preferably white light including a blue wavelength, a green wavelength, and a red wavelength.
上述した冷却構造により蛍光体ユニット30の蛍光体31は効率よく冷却されるため、蛍光体31の発光効率の低下を防止することができる。その結果、経時的な照度維持率の高い照明光学系1を提供することができる。 Since the phosphor 31 of the phosphor unit 30 is efficiently cooled by the cooling structure described above, it is possible to prevent the light emission efficiency of the phosphor 31 from being lowered. As a result, the illumination optical system 1 having a high illuminance maintenance rate over time can be provided.
本発明の照明光学系1は上記構成のものに限定されない。本発明は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体ユニットと、上記の冷却構造と、を有する任意の照明光学系に適用できる。照明光学系は複数の蛍光体ユニットを備えていてもよい。この場合、少なくとも1つの蛍光体ユニットに対応して上記の冷却構造が設けられていてよい。 The illumination optical system 1 of the present invention is not limited to the one having the above configuration. The present invention can be applied to any illumination optical system having a phosphor unit including a phosphor that emits fluorescence when irradiated with excitation light, and the cooling structure. The illumination optical system may include a plurality of phosphor units. In this case, the cooling structure may be provided corresponding to at least one phosphor unit.
次に、照明光学系1を備えた投写型表示装置の構成の一例について図7を参照して説明する。投写型表示装置2は、各構成部品を収容する筐体8を有する。冷却風の流れを良くするため、筐体8の、第3の送風装置79が設置された部分には、開口が形成されていてよい。 Next, an example of the configuration of a projection display device including the illumination optical system 1 will be described with reference to FIG. The projection display device 2 includes a housing 8 that houses each component. In order to improve the flow of the cooling air, an opening may be formed in a portion of the housing 8 where the third blower 79 is installed.
投写型表示装置2は、照明光学系1から出射した光を画像光に変換する光学エンジン100と、当該画像光を外部へ投写する投写レンズ98と、を有する。光学エンジン100は、TIR(Total Internal Reflection)プリズム90、カラープリズム92およびデジタルミラーデバイス(DMD)96を有していてよい。 The projection display device 2 includes an optical engine 100 that converts light emitted from the illumination optical system 1 into image light, and a projection lens 98 that projects the image light to the outside. The optical engine 100 may include a TIR (Total Internal Reflection) prism 90, a color prism 92, and a digital mirror device (DMD) 96.
照明光学系1から出射した光はインテグレータ54へ入射する。照明光学系1の集光レンズ52は、合成光L4をインテグレータ54に集光させる。インテグレータ54は、合成光の照度分布を均一化する。インテグレータ54は、例えばライトトンネルであってよい。 The light emitted from the illumination optical system 1 enters the integrator 54. The condensing lens 52 of the illumination optical system 1 condenses the synthesized light L4 on the integrator 54. The integrator 54 makes the illuminance distribution of the synthesized light uniform. The integrator 54 may be a light tunnel, for example.
インテグレータ54を通過した光は、レンズ80,82を透過し、ミラー84で反射し、さらにレンズ86を透過する。レンズ86を透過した光は、TIRプリズム90に入射する。TIRプリズム90に入射した光は、プリズム内で全反射し、カラープリズム92に入射する。 The light that has passed through the integrator 54 passes through the lenses 80 and 82, is reflected by the mirror 84, and further passes through the lens 86. The light transmitted through the lens 86 enters the TIR prism 90. The light incident on the TIR prism 90 is totally reflected in the prism and enters the color prism 92.
カラープリズム92は、白色光を、緑色光と赤色光と青色光に分光する。カラープリズム92で分光された緑色光は、緑色光用のデジタルミラーデバイス(DMD)96へ入射する。同様に、赤色光は赤色光用のDMD(不図示)へ入射し、青色光は青色光用のDMD(不図示)へ入射する。 The color prism 92 splits white light into green light, red light, and blue light. The green light dispersed by the color prism 92 is incident on a digital mirror device (DMD) 96 for green light. Similarly, red light enters a DMD (not shown) for red light, and blue light enters a DMD (not shown) for blue light.
DMD96は、マトリックス状に配列された多数の微小ミラーを備えた半導体型投写デバイスである。各微小ミラーが、投写される画像の画素に対応する。各微小ミラーの角度は調整可能となっている。DMD96は、投写レンズ98へ入射する光の光量を画素ごとに調節することができる。このようにして、DMD96は、投写すべき画像光を形成する。DMD96で形成された画像光は、投写レンズ98によってスクリーンに投写される。 The DMD 96 is a semiconductor projection device including a large number of micromirrors arranged in a matrix. Each micromirror corresponds to a pixel of the projected image. The angle of each micromirror can be adjusted. The DMD 96 can adjust the amount of light incident on the projection lens 98 for each pixel. In this way, the DMD 96 forms image light to be projected. Image light formed by the DMD 96 is projected onto the screen by the projection lens 98.
上述した冷却構造により蛍光体ユニット30の蛍光体31は効率よく冷却されるため、蛍光体31の発光効率の低下を防止することができる。その結果、経時的な照度維持率の高い投写型表示装置2を提供することができる。 Since the phosphor 31 of the phosphor unit 30 is efficiently cooled by the cooling structure described above, it is possible to prevent the light emission efficiency of the phosphor 31 from being lowered. As a result, the projection display device 2 having a high illuminance maintenance rate over time can be provided.
本発明の投写型表示装置2は上記構成のものに限定されない。投写型表示装置2は、上記の光源装置を備えていればどのような構成を有していてもよい。光学エンジン100も、上記構成に限られず任意の構成を有していてよい。 The projection display device 2 of the present invention is not limited to the one having the above configuration. The projection display device 2 may have any configuration as long as it includes the light source device described above. The optical engine 100 is not limited to the above configuration, and may have an arbitrary configuration.
図8は、照明光学系における蛍光体ユニットの第1の変形例を示している。この照明光学系の構成は、蛍光体ユニットを除き、上述した照明光学系と同様である。 FIG. 8 shows a first modification of the phosphor unit in the illumination optical system. The configuration of the illumination optical system is the same as that of the illumination optical system described above except for the phosphor unit.
第1の変形例に係る蛍光体ユニットでは、基板32の、蛍光体31が形成された一面とは反対側の一面に、放熱面積を大きくするフィン132が形成されている。 In the phosphor unit according to the first modification, fins 132 that increase the heat radiation area are formed on one surface of the substrate 32 opposite to the surface on which the phosphor 31 is formed.
図9は、照明光学系における蛍光体ユニットの第2の変形例を示している。この照明光学系の構成は、蛍光体ユニットを除き、上述した照明光学系と同様である。 FIG. 9 shows a second modification of the phosphor unit in the illumination optical system. The configuration of the illumination optical system is the same as that of the illumination optical system described above except for the phosphor unit.
第2の変形例に係る蛍光体ユニットでは、基板32の、蛍光体31が形成された一面とは反対側の一面に、放熱面積を大きくする突起133が形成されている。 In the phosphor unit according to the second modification, a protrusion 133 that increases the heat radiation area is formed on one surface of the substrate 32 opposite to the surface on which the phosphor 31 is formed.
第1および第2の変形例におけるフィン132や突起133により基板32の放熱面積を大きくすることで、蛍光体ユニット30の冷却効果をさらに向上させることができる。 The cooling effect of the phosphor unit 30 can be further improved by increasing the heat radiation area of the substrate 32 by the fins 132 and the protrusions 133 in the first and second modifications.
また、上記冷却構造を用いた蛍光体ユニット30または投写型表示装置2の冷却方法も本発明の範囲に含まれる。既述の実施形態に関連し、本発明は、以下の付記に記載する冷却構造、照明光学系、投写型表示装置および冷却方法を含んでいてよい。 Further, a method of cooling the phosphor unit 30 or the projection display device 2 using the cooling structure is also included in the scope of the present invention. In relation to the above-described embodiments, the present invention may include a cooling structure, an illumination optical system, a projection display device, and a cooling method described in the following supplementary notes.
[付記1]
基板と、前記基板に形成され、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体と、を含む蛍光体ユニットと、
冷却風を流す送風システムと、
前記送風システムからの冷却風を前記蛍光体ユニットに導くダクト構造体と、を有する冷却構造。
[Appendix 1]
A phosphor unit comprising: a substrate; and a phosphor formed on the substrate and emitting fluorescence when irradiated with excitation light;
A blower system for flowing cooling air;
A duct structure for guiding cooling air from the air blowing system to the phosphor unit.
[付記2]
付記1に記載の冷却構造であって、
前記ダクト構造体は、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面に、前記送風システムからの冷却風を導く第1の流路を有する、冷却構造。
[Appendix 2]
The cooling structure according to appendix 1,
The said duct structure is a cooling structure which has the 1st flow path which guide | induces the cooling air from the said ventilation system on the one surface in which the said fluorescent substance was formed of the said board | substrate.
[付記3]
付記2に記載の冷却構造であって、
前記第1の流路は、前記蛍光体の、前記励起光の照射スポットに向かうにつれて流路幅が小さくなる絞り部を有する、冷却構造。
[Appendix 3]
The cooling structure according to appendix 2,
The cooling structure, wherein the first flow path has a narrowed portion of the phosphor that becomes smaller in width toward the excitation spot of the excitation light.
[付記4]
付記1から3のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記ダクト構造体は、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の領域に、前記送風システムからの冷却風を導く第2の流路を有する、冷却構造。
[Appendix 4]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 3,
The said duct structure is a cooling structure which has a 2nd flow path which guide | induces the cooling air from the said ventilation system in the area | region on the opposite side to the one surface where the said fluorescent substance was formed of the said board | substrate.
[付記5]
付記1に記載の冷却構造であって、
前記ダクト構造体は、前記基板の前記蛍光体が形成された一面に前記送風システムからの冷却風を導く第1の流路と、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の領域に、前記送風システムからの冷却風を導く第2の流路と、を有する、冷却構造。
[Appendix 5]
The cooling structure according to appendix 1,
The duct structure includes a first flow path that guides cooling air from the blower system to one surface of the substrate on which the phosphor is formed, and an opposite side of the substrate on which the phosphor is formed. And a second flow path for guiding the cooling air from the blower system in the region.
[付記6]
付記5に記載の冷却構造であって、
前記第1の流路は、前記蛍光体の、前記励起光の照射スポットに向かうにつれて流路幅が小さくなる絞り部を有する、冷却構造。
[Appendix 6]
The cooling structure according to appendix 5,
The cooling structure, wherein the first flow path has a narrowed portion of the phosphor that becomes smaller in width toward the excitation spot of the excitation light.
[付記7]
付記5または6に記載の冷却構造であって、
前記基板は、前記第1の流路と前記第2の流路との間を仕切っており、
前記基板の前記蛍光体が形成された一面が、前記第1の流路に向けられており、
前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の面が、前記第2の流路に向けられている、冷却構造。
[Appendix 7]
The cooling structure according to appendix 5 or 6,
The substrate partitions the first flow path and the second flow path,
One surface of the substrate on which the phosphor is formed is directed to the first flow path,
A cooling structure in which a surface of the substrate opposite to the surface on which the phosphor is formed is directed to the second flow path.
[付記8]
付記5から7のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記送風システムは、前記第1の流路に冷却風を流す第1の送風装置と、前記第2の流路に冷却風を流す第2の送風装置と、を有する、冷却構造。
[Appendix 8]
The cooling structure according to any one of appendices 5 to 7,
The cooling system has a cooling structure including: a first blower that causes cooling air to flow through the first flow path; and a second blower that causes cooling air to flow through the second flow path.
[付記9]
付記4から8のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記第2の流路内に設けられ、前記基板を回転駆動させる駆動モータを有する、冷却構造。
[Appendix 9]
The cooling structure according to any one of appendices 4 to 8,
A cooling structure provided in the second flow path and having a drive motor that rotationally drives the substrate.
[付記10]
付記9に記載の冷却構造であって、
前記駆動モータに取り付けられたヒートシンクと、
前記ヒートシンクに冷却風を吹き付ける第3の送風装置と、を有する、冷却構造。
[Appendix 10]
The cooling structure according to appendix 9, wherein
A heat sink attached to the drive motor;
And a third blower that blows cooling air onto the heat sink.
[付記11]
付記1から10のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記蛍光体ユニットで加熱された前記冷却風の温度を低下させる熱交換器を有する、冷却構造。
[Appendix 11]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 10,
A cooling structure having a heat exchanger for lowering the temperature of the cooling air heated by the phosphor unit.
[付記12]
付記1から11のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の一面に、放熱面積を大きくするフィンまたは突起が形成されている、冷却構造。
[Appendix 12]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 11,
The cooling structure in which the fin or protrusion which enlarges a thermal radiation area is formed in the surface on the opposite side to the surface where the said fluorescent substance was formed of the said board | substrate.
[付記13]
付記1から12のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記蛍光体ユニットの前記基板は回転自在に構成されている、冷却構造。
[Appendix 13]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 12,
A cooling structure in which the substrate of the phosphor unit is configured to be rotatable.
[付記14]
付記1から13のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記蛍光体ユニットは前記ダクト構造体の内部に配置されている、冷却構造。
[Appendix 14]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 13,
The said fluorescent substance unit is a cooling structure arrange | positioned inside the said duct structure.
[付記15]
付記14に記載の冷却構造であって、
前記ダクト構造体は、該ダクト構造体の外部から前記蛍光体ユニットへ向けて前記励起光を通過させる窓部を有する、冷却構造。
[Appendix 15]
The cooling structure according to appendix 14,
The said duct structure is a cooling structure which has a window part which allows the said excitation light to pass toward the said fluorescent substance unit from the exterior of this duct structure.
[付記16]
付記1から15のいずれか1項に記載の冷却構造であって、
前記ダクト構造体および前記送風システムを収容する筐体を有し、
前記ダクト構造体から流出した冷却風を前記筐体内で前記送風システムへ戻すことにより前記冷却風を循環させる、冷却構造。
[Appendix 16]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 15,
A housing that houses the duct structure and the blower system;
The cooling structure which circulates the said cooling air by returning the cooling air which flowed out of the said duct structure to the said ventilation system within the said housing | casing.
[付記17]
付記1から16のいずれか1項に記載の冷却構造と、
前記蛍光体に照射する励起光を発生する励起光源と、を有する照明光学系。
[Appendix 17]
The cooling structure according to any one of appendices 1 to 16, and
An illumination optical system comprising: an excitation light source that generates excitation light that irradiates the phosphor.
[付記18]
付記17に記載の照明光学系と、
前記照明光学系から出射した光を画像光に変換する光学エンジンと、
前記画像光を外部へ投写する投写レンズと、を有する、投写型表示装置。
[Appendix 18]
The illumination optical system according to appendix 17,
An optical engine that converts light emitted from the illumination optical system into image light;
A projection display device, comprising: a projection lens that projects the image light to the outside.
[付記19]
基板と、前記基板に形成され、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体と、を含む蛍光体ユニットを冷却する冷却方法であって、
送風システムから前記蛍光体ユニットに導くダクト構造体を介して、冷却風を前記蛍光体ユニットに当てることを含む、冷却方法。
[Appendix 19]
A cooling method for cooling a phosphor unit including a substrate and a phosphor that is formed on the substrate and emits fluorescence when irradiated with excitation light,
A cooling method comprising applying cooling air to the phosphor unit through a duct structure that leads from the air blowing system to the phosphor unit.
[付記20]
付記19に記載の冷却方法であって、
前記ダクト構造体は、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面に、前記送風システムからの冷却風を導く第1の流路を有する、冷却方法。
[Appendix 20]
The cooling method according to appendix 19, wherein
The said duct structure has a 1st flow path which guide | induces the cooling air from the said ventilation system on the one surface in which the said fluorescent substance was formed of the said board | substrate.
[付記21]
付記20に記載の冷却方法であって、
前記第1の流路は、前記蛍光体の、前記励起光の照射スポットに向かうにつれて流路幅が小さくなる絞り部を有する、冷却方法。
[Appendix 21]
The cooling method according to appendix 20, wherein
The cooling method, wherein the first flow path has a throttle portion of the phosphor that has a flow path width that decreases toward the irradiation spot of the excitation light.
[付記22]
付記19から21のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記ダクト構造体は、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の領域に、前記送風システムからの冷却風を導く第2の流路を有する、冷却方法。
[Appendix 22]
The cooling method according to any one of appendices 19 to 21, wherein
The said duct structure has a 2nd flow path which guide | induces the cooling air from the said ventilation system in the area | region on the opposite side to the one surface where the said fluorescent substance was formed of the said board | substrate.
[付記23]
付記19に記載の冷却方法であって、
前記ダクト構造体は、前記基板の前記蛍光体が形成された一面に前記送風システムからの冷却風を導く第1の流路と、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の領域に、前記送風システムからの冷却風を導く第2の流路と、を有する、冷却方法。
[Appendix 23]
The cooling method according to appendix 19, wherein
The duct structure includes a first flow path that guides cooling air from the blower system to one surface of the substrate on which the phosphor is formed, and an opposite side of the substrate on which the phosphor is formed. And a second flow path for guiding the cooling air from the blower system in the region.
[付記24]
付記23に記載の冷却方法であって、
前記第1の流路は、前記蛍光体の、前記励起光の照射スポットに向かうにつれて流路幅が小さくなる絞り部を有する、冷却方法。
[Appendix 24]
The cooling method according to attachment 23, wherein
The cooling method, wherein the first flow path has a throttle portion of the phosphor that has a flow path width that decreases toward the irradiation spot of the excitation light.
[付記25]
付記23または24に記載の冷却方法であって、
前記基板は、前記第1の流路と前記第2の流路との間を仕切っており、
前記基板の前記蛍光体が形成された一面が、前記第1の流路に向けられており、
前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の面が、前記第2の流路に向けられている、冷却方法。
[Appendix 25]
The cooling method according to appendix 23 or 24, wherein
The substrate partitions the first flow path and the second flow path,
One surface of the substrate on which the phosphor is formed is directed to the first flow path,
The cooling method, wherein a surface of the substrate opposite to the one surface on which the phosphor is formed is directed to the second flow path.
[付記26]
付記23から25のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記送風システムは第1の送風装置と第2の送風装置とを有し、
前記第1の送風装置から前記第1の流路に冷却風を流すことと、前記第2の送風装置から前記第2の流路に冷却風を流すことと、を含む、冷却方法。
[Appendix 26]
The cooling method according to any one of appendices 23 to 25, wherein
The blower system has a first blower and a second blower,
A cooling method comprising: flowing cooling air from the first blower to the first flow path; and flowing cooling air from the second blower to the second flow path.
[付記27]
付記22から26のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記第2の流路内に設けられた駆動モータにより前記基板を回転させることを含む、冷却方法。
[Appendix 27]
The cooling method according to any one of appendices 22 to 26, wherein
A cooling method comprising rotating the substrate by a drive motor provided in the second flow path.
[付記28]
付記27に記載の冷却方法であって、
前記駆動モータにヒートシンクが取り付けられており、
前記ヒートシンクに第3の送風装置から冷却風を吹き付けることをさらに含む、冷却方法。
[Appendix 28]
The cooling method according to appendix 27, wherein
A heat sink is attached to the drive motor,
A cooling method further comprising blowing cooling air from a third blower to the heat sink.
[付記29]
付記19から28のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
熱交換器により、前記蛍光体ユニットで加熱された冷却風の温度を低下させることを含む、冷却方法。
[Appendix 29]
The cooling method according to any one of appendices 19 to 28, wherein
A cooling method comprising lowering a temperature of cooling air heated by the phosphor unit by a heat exchanger.
[付記30]
付記19から29のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の一面に、放熱面積を大きくするフィンまたは突起が形成されている、冷却方法。
[Appendix 30]
The cooling method according to any one of appendices 19 to 29, wherein:
A cooling method in which fins or protrusions that increase the heat radiation area are formed on one surface of the substrate opposite to the surface on which the phosphor is formed.
[付記31]
付記19から30のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記蛍光体ユニットの前記基板は回転自在に構成されている、冷却方法。
[Appendix 31]
The cooling method according to any one of appendices 19 to 30, wherein
The cooling method, wherein the substrate of the phosphor unit is configured to be rotatable.
[付記32]
付記19から31のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記蛍光体ユニットは前記ダクト構造体の内部に配置されている、冷却方法。
[Appendix 32]
The cooling method according to any one of appendices 19 to 31,
The cooling method, wherein the phosphor unit is disposed inside the duct structure.
[付記33]
付記32に記載の冷却方法であって、
前記ダクト構造体は、該ダクト構造体の外部から前記蛍光体ユニットへ向けて前記励起光を通過させる窓部を有する、冷却方法。
[Appendix 33]
The cooling method according to attachment 32, wherein
The said duct structure is a cooling method which has a window part which lets the said excitation light pass toward the said fluorescent substance unit from the exterior of this duct structure.
[付記34]
付記19から33のいずれか1項に記載の冷却方法であって、
前記ダクト構造体および前記送風システムを収容する筐体を有し、
前記ダクト構造体から流出した冷却風を前記筐体内で前記送風システムへ戻すことにより前記冷却風を循環させることを含む、冷却方法。
[Appendix 34]
The cooling method according to any one of appendices 19 to 33,
A housing that houses the duct structure and the blower system;
A cooling method comprising circulating the cooling air by returning the cooling air flowing out from the duct structure to the air blowing system in the housing.
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been presented and described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is understood that various changes and modifications can be made without departing from the gist. I want to be.
1 照明光学系
2 投写型表示装置
6 筐体
10 第1のレーザ光源
11 励起光源
30 蛍光体ユニット
31 蛍光体
32 基板
33 駆動モータ
60 第1の流路
61 第2の流路
62 絞り部
63 仕切部材
64 外壁部材
65 窓部
68 ダクト構造体
70 第1の送風装置
71 第2の送風装置
73 熱伝導シート
74 ヒートシンク
75 熱交換器
79 第3の送風装置
98 投写レンズ
100 光学エンジン
132 フィン
133 突起
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illumination optical system 2 Projection type display apparatus 6 Housing | casing 10 1st laser light source 11 Excitation light source 30 Phosphor unit 31 Phosphor 32 Substrate 33 Drive motor 60 1st flow path 61 2nd flow path 62 Aperture part 63 Partition Member 64 outer wall member 65 window 68 duct structure 70 first blower 71 second blower 73 heat conduction sheet 74 heat sink 75 heat exchanger 79 third blower 98 projection lens 100 optical engine 132 fin 133 protrusion
一実施形態に係る冷却構造は、基板と、前記基板に形成され、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体と、を含む蛍光体ユニットと、
冷却風を流す送風システムと、
前記送風システムからの冷却風を前記蛍光体ユニットに導くダクト構造体と、を有し、
前記ダクト構造体は、前記基板を回転駆動させる駆動モータが内部に設けられた流路を有する。
A cooling structure according to an embodiment includes a substrate, and a phosphor unit that is formed on the substrate and emits fluorescence when irradiated with excitation light.
A blower system for flowing cooling air;
A duct structure that guides cooling air from the blower system to the phosphor unit,
The duct structure has a flow path in which a drive motor that rotates the substrate is provided .
一実施形態に係る冷却方法は、基板と、前記基板に形成され、励起光の照射により蛍光を発する蛍光体と、を含む蛍光体ユニットを冷却する冷却方法であって、
ダクト構造体を介して、冷却風を前記蛍光体ユニットに当て、
前記ダクト構造体の有する流路の内部に設けた駆動モータにより前記基板を回転させ、
前記流路を介して、前記基板の前記蛍光体が形成された一面とは反対側の領域に前記冷却風を導くことを含む。
A cooling method according to an embodiment is a cooling method for cooling a phosphor unit including a substrate and a phosphor that is formed on the substrate and emits fluorescence when irradiated with excitation light.
Cooling air is applied to the phosphor unit through the duct structure,
The substrate is rotated by a drive motor provided inside the flow path of the duct structure,
The cooling air is guided to a region of the substrate opposite to the one surface on which the phosphor is formed via the flow path .
Claims (10)
冷却風を流す送風システムと、
前記送風システムからの冷却風を前記蛍光体ユニットに導くダクト構造体と、を有する冷却構造。 A phosphor unit comprising: a substrate; and a phosphor formed on the substrate and emitting fluorescence when irradiated with excitation light;
A blower system for flowing cooling air;
A duct structure for guiding cooling air from the air blowing system to the phosphor unit.
前記ダクト構造体は、前記基板の前記蛍光体が形成された一面に前記送風システムからの冷却風を導く第1の流路と、前記基板の、前記蛍光体が形成された一面とは反対側の領域に、前記送風システムからの冷却風を導く第2の流路と、を有する、冷却構造。 The cooling structure according to claim 1,
The duct structure includes a first flow path that guides cooling air from the blower system to one surface of the substrate on which the phosphor is formed, and an opposite side of the substrate on which the phosphor is formed. And a second flow path for guiding the cooling air from the blower system in the region.
前記第1の流路は、前記蛍光体の、前記励起光の照射スポットに向かうにつれて流路幅が小さくなる絞り部を有する、冷却構造。 The cooling structure according to claim 2,
The cooling structure, wherein the first flow path has a narrowed portion of the phosphor that becomes smaller in width toward the excitation spot of the excitation light.
前記第2の流路内に設けられ、前記基板を回転駆動させる駆動モータを有する、冷却構造。 The cooling structure according to claim 2 or 3,
A cooling structure provided in the second flow path and having a drive motor that rotationally drives the substrate.
前記駆動モータに取り付けられたヒートシンクと、
前記ヒートシンクに冷却風を吹き付ける別の送風装置と、を有する、冷却構造。 The cooling structure according to claim 4,
A heat sink attached to the drive motor;
And a separate air blowing device for blowing cooling air to the heat sink.
前記蛍光体ユニットで加熱された前記冷却風の温度を低下させる熱交換器を有する、冷却構造。 The cooling structure according to any one of claims 1 to 5,
A cooling structure having a heat exchanger for lowering the temperature of the cooling air heated by the phosphor unit.
前記蛍光体ユニットは前記ダクト構造体の内部に配置されている、冷却構造。 The cooling structure according to any one of claims 1 to 6,
The said fluorescent substance unit is a cooling structure arrange | positioned inside the said duct structure.
前記蛍光体に照射する励起光を発生する励起光源と、を有する照明光学系。 The cooling structure according to any one of claims 1 to 7,
An illumination optical system comprising: an excitation light source that generates excitation light that irradiates the phosphor.
前記照明光学系から出射した光を画像光に変換する光学エンジンと、
前記画像光を外部へ投写する投写レンズと、を有する、投写型表示装置。 The illumination optical system according to claim 8,
An optical engine that converts light emitted from the illumination optical system into image light;
A projection display device, comprising: a projection lens that projects the image light to the outside.
送風システムから前記蛍光体ユニットに導くダクト構造体を介して、冷却風を前記蛍光体ユニットに当てることを含む、冷却方法。 A cooling method for cooling a phosphor unit including a substrate and a phosphor that is formed on the substrate and emits fluorescence when irradiated with excitation light,
A cooling method comprising applying cooling air to the phosphor unit through a duct structure that leads from the air blowing system to the phosphor unit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2016056285A1 (en) * | 2014-10-10 | 2017-07-27 | ソニー株式会社 | Phosphor wheel, light source device, and projection display device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5967636A (en) * | 1998-08-19 | 1999-10-19 | In Focus Systems, Inc. | Color wheel synchronization apparatus and method |
JP2009134201A (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-18 | Funai Electric Co Ltd | Projector |
JP2011075657A (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Casio Computer Co Ltd | Optical conversion device, light source unit and projector |
JP2012013897A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Jvc Kenwood Corp | Light source unit and projection-type display apparatus |
JP2012018762A (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
US20120097376A1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Tsung-Ching Lin | Heat dissipation module for optical projection system |
JP2012181431A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
-
2017
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5967636A (en) * | 1998-08-19 | 1999-10-19 | In Focus Systems, Inc. | Color wheel synchronization apparatus and method |
JP2009134201A (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-18 | Funai Electric Co Ltd | Projector |
JP2011075657A (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Casio Computer Co Ltd | Optical conversion device, light source unit and projector |
JP2012013897A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Jvc Kenwood Corp | Light source unit and projection-type display apparatus |
JP2012018762A (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
US20120097376A1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Tsung-Ching Lin | Heat dissipation module for optical projection system |
JP2012181431A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2016056285A1 (en) * | 2014-10-10 | 2017-07-27 | ソニー株式会社 | Phosphor wheel, light source device, and projection display device |
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