專利名稱：照明光學(xué)系統(tǒng)和使用照明光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明光學(xué)系統(tǒng)和投影儀，所述照明光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生具有多種顏色的照明光束，用于形成具有多種顏色的圖像光束，所述投影儀投射從所述照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的圖像光束。
背景技術(shù)：
使用LED (發(fā)光二極管)作為投影儀的光源的技術(shù)已經(jīng)成為關(guān)注的焦點(diǎn)(參見專利文獻(xiàn)I)，所述投影儀將圖像投影到諸如液晶投影儀和DMD (數(shù)字微鏡器件)投影儀之類的
屏幕上。
因?yàn)長(zhǎng)ED具有長(zhǎng)使用壽命和高可靠性，使用LED作為光源的投影儀具有長(zhǎng)使用壽命和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。然而另一方面,LED光的亮度(luminance)對(duì)于投影儀來說較低，因此使用LED作為光源的投影儀不易于獲得具有均勻亮度的圖像。集光率限制了來自光源的可作為投影光而用于顯示面板的光量。也就是說，不能夠高效地使用來自光源的光作為投影光，除非將光源的發(fā)光區(qū)域和輻射角度乘積的值設(shè)置為等于或小于顯示面板的入射平面的面積和由照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)確定的接受角度的乘積值。對(duì)于使用LED的光源，可以通過增加發(fā)光面積來增加光量，但是當(dāng)發(fā)光面積增加時(shí)，光源的集光率也增加。由于集光率的限制，期待作為投影儀光源的LED在不增加發(fā)光面積的情況下增加光量，但是通過使用LED的光源難以實(shí)現(xiàn)在不增加光發(fā)射的情況下增加光量。在專利文獻(xiàn)2 (日本專利No. 4054594)中描述了使用激光光源和熒光材料的光源設(shè)備，其認(rèn)識(shí)到當(dāng)將LED用作投影儀的光源時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中的問題因?yàn)長(zhǎng)ED的光量較低，需要使用多個(gè)LED并且這些LED不適用于設(shè)備的微型化。圖I是示出了在專利文獻(xiàn)2中公開的光源設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的圖。所述光源設(shè)備包括在凹面反射鏡1300的焦點(diǎn)位置處設(shè)置的熒光材料1303，通過位于凹面反射鏡1300的中心軸上的孔將由激光光源1302產(chǎn)生的激光輻射到熒光材料1303上，以及發(fā)射通過所述凹面反射鏡1300產(chǎn)生為平行光通量的熒光。將反射鏡1304設(shè)置在熒光材料1303的與激光光源1302相反一側(cè)上，用于反射已經(jīng)通過熒光材料1303的激光。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP2003-186110A專利文獻(xiàn)2 日本專利No. 405459
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
當(dāng)光源只使用專利文獻(xiàn)I中公開的LED時(shí)，集光率增加。在專利文獻(xiàn)2中公開的光源設(shè)備的情況下，不能有效地產(chǎn)生平行熒光。當(dāng)采用對(duì)高壓汞燈和凹面反射鏡進(jìn)行組合的情況作為比較示例時(shí)，如圖2所示，將在其兩端形成電極1402的燈1401與凹面反射鏡1400進(jìn)行組合，使得燈的縱向方向與凹面反射鏡的中心軸匹配。在燈1401中，在電極1402之間產(chǎn)生光，并且其強(qiáng)度分布由圖中的箭頭表示。每一個(gè)箭頭的長(zhǎng)度與光強(qiáng)成正比，表示箭頭長(zhǎng)度越大光越強(qiáng)。如圖2所示，在汞燈的情況下，大多數(shù)強(qiáng)光是側(cè)向產(chǎn)生的。因此，甚至當(dāng)電極1402位于凹面反射鏡1400底部時(shí)也沒有什么特別的問題，并且可以有效地產(chǎn)生平行照明光。圖3是示出了由專利文獻(xiàn)I中公開的光源設(shè)備產(chǎn)生的熒光的強(qiáng)度分布。在圖3中，圖中的箭頭長(zhǎng)度也與光強(qiáng)成正比，表示箭頭長(zhǎng)度越大光越強(qiáng)。 在更靠近熒光材料1303表面的位置處，吸收了更多的激光，因此在激光光源1302一側(cè)的入射平面一側(cè)上的熒光比朝著光出射一側(cè)(圖中的右側(cè))發(fā)射的熒光更強(qiáng)。甚至當(dāng)通過凹面反射鏡反射時(shí)，朝著激光光源1302出去的熒光再次返回到熒光材料1303，在通過熒光材料1303時(shí)變?nèi)?，并且從而可以有效地產(chǎn)生照明光。本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)一種照明光學(xué)系統(tǒng)，具有小的集光率，并且能夠有效地產(chǎn)生長(zhǎng)壽命和高亮度的照明光。解決問題的方案根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)包括凹面反射鏡；熒光材料支撐體，所述熒光材料支撐體在實(shí)質(zhì)上凹面反射鏡的焦點(diǎn)位置處支撐熒光材料；多個(gè)激光光源，在與凹面反射鏡的中心軸垂直的位置處設(shè)置在所述凹面反射鏡上，所述激光光源朝著突光材料發(fā)射激勵(lì)光；以及窗口，覆蓋所述凹面反射鏡的開口，所述凹面反射鏡反射所述激勵(lì)光，并且允許通過激勵(lì)光的照射產(chǎn)生的熒光通過所述凹面反射鏡的開口。另外，根據(jù)本發(fā)明的投影儀配置有上述照明光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，將具有高能量密度的激光作為激勵(lì)光會(huì)聚到熒光材料上，并且使用從所述會(huì)聚位置發(fā)射的熒光。因?yàn)閷⒊鵁晒獠牧习l(fā)射激勵(lì)光的多個(gè)激光光源在與凹面反射鏡中心軸垂直的位置處設(shè)置在凹面反射鏡上，產(chǎn)生朝著凹面反射鏡一側(cè)的強(qiáng)熒光。因此，可以實(shí)現(xiàn)具有小集光率、長(zhǎng)壽命和高亮度的照明光學(xué)系統(tǒng)。


圖I是示出了傳統(tǒng)光源設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出了高壓汞燈和凹面反射鏡的組合示例的圖。圖3是示出了在傳統(tǒng)光源設(shè)備中產(chǎn)生的熒光的強(qiáng)度分布的圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方框圖；(a)示出了后視圖，(b)示出了側(cè)視圖，(C)和(d)示出了說明(a)中的部分A的示例的部分側(cè)視圖，而(e)示出了說明(b)中的部分B的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的部分頂視圖。圖5是示出了根據(jù)使用圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的示范實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖6(a)和(b)是示出了根據(jù)使用圖4所示的光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的另一示范實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖7是示出了根據(jù)使用圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的另一示范實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖；圖8(a)示出了后視圖，而圖8(b)示出了側(cè)視圖。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖；(a)示出了側(cè)視圖，而(b)示出了后視圖。 圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖；(a)示出了側(cè)視圖，而(b)示出了(a)中的熒光條1110的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式接下來將參考附圖描述本發(fā)明的示范實(shí)施例。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方框圖，圖4(a)不出了后視圖，圖4(b)不出了側(cè)視圖，圖4(c)和4(d)不出了說明圖4(a)中的部分A的示例的部分側(cè)視圖，而圖4(e)示出了說明圖4(b)中的部分B的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的部分頂視圖。如圖4(a)和(b)所示，本示范實(shí)施例配置有凹面反射鏡100、激光光源200、馬達(dá)300和熒光材料輪400。在凹面反射鏡100中形成細(xì)長(zhǎng)的開口 101。設(shè)置熒光材料輪400，使得所述熒光材料輪的一部分從開口 101進(jìn)入凹面反射鏡100。通過設(shè)置在凹面反射鏡100外部的馬達(dá)300來旋轉(zhuǎn)熒光材料輪400，并且所述熒光材料輪設(shè)置為通過凹面反射鏡100的實(shí)質(zhì)上的焦點(diǎn)位置。用于支撐熒光材料的熒光材料支撐區(qū)域設(shè)置在與凹面反射鏡100的實(shí)質(zhì)上的焦點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)的位置的外圍附近。如圖4(b)所示，將綠色熒光材料401、紅色熒光材料402和藍(lán)色熒光材料403設(shè)置在熒光材料支撐區(qū)域中。將朝著焦點(diǎn)位置發(fā)射激光的多個(gè)激光光源200設(shè)置在凹面反射鏡100上。根據(jù)本示范實(shí)施例，將每一個(gè)激光光源200設(shè)置為與凹面反射鏡100的中心軸垂直。另外，窗口102形成于熒光出射表面(圖4(b)中的右側(cè))上，其反射來自每一個(gè)激光光源200的激光，并且允許當(dāng)將激光輻射到熒光材料支撐區(qū)域上時(shí)產(chǎn)生的熒光通過所述窗口。通過從激光光源200輻射的激光激勵(lì)藍(lán)色熒光材料403、綠色熒光材料401和紅色熒光材料402的每一個(gè)以分別產(chǎn)生藍(lán)色熒光、綠色熒光和紅色熒光。在本示范實(shí)施例中，當(dāng)假設(shè)由激光光源200產(chǎn)生的激光的波長(zhǎng)為λ I時(shí)，并且假設(shè)由藍(lán)色熒光材料403、綠色熒光材料401和紅色熒光材料402產(chǎn)生的熒光的中心波長(zhǎng)為λ 2、λ 3、λ 4時(shí)，存在λ1<入2〈λ 3〈 λ 4的關(guān)系。將激光光源200附著到凹面反射鏡100的方法示例包括圖4(c)和圖4(d)所示的方法。根據(jù)圖4(c)所示的方法，附著激光光源200，使得由激光光源200產(chǎn)生的激勵(lì)光201通過在凹面反射鏡100中設(shè)置的孔103進(jìn)入凹面反射鏡100。根據(jù)圖4(d)所示的示例，將熒光反射層104設(shè)置在凹面反射鏡100中。在這種情況下，凹面反射鏡100由對(duì)于激勵(lì)光201透明的材料構(gòu)成，并且熒光反射層104由允許激勵(lì)光201通過并且反射由每一種熒光材料產(chǎn)生的熒光的材料構(gòu)成。如4(e)是示出了在凹面反射鏡100的焦點(diǎn)位置附近的結(jié)構(gòu)的頂視圖。
將覆蓋熒光材料輪400的箱體405設(shè)置在凹面反射鏡100中。如上所述，將綠色熒光材料401、紅色熒光材料402和藍(lán)色熒光材料403的任一種設(shè)置在熒光材料輪400的熒光材料支撐區(qū)域中，并且將這些材料如圖所示形成在熒光材料輪400的兩側(cè)(在圖4(e)中，綠色熒光材料401)，并且在箱體405中在凹面反射鏡100的實(shí)質(zhì)上焦點(diǎn)位置處形成兩個(gè)窗口 406，以便允許將激勵(lì)光201輻射到在熒光材料輪400的兩側(cè)上形成的熒光材料支撐區(qū)域上。根據(jù)如上所示配置的本示范實(shí)施例，用來自所述多個(gè)激光光源200的激勵(lì)光201照射在熒光材料輪400的兩側(cè)上形成的熒光材料支撐區(qū)域，以產(chǎn)生熒光。因?yàn)閷⒚恳粋€(gè)激光光源200設(shè)置為與凹面反射鏡100的中心軸垂直，沿與凹面反射鏡100的中心軸垂直的方向?qū)бa(chǎn)生的熒光，從而可以有效地產(chǎn)生平行光。熒光材料輪400根據(jù)馬達(dá)300的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從窗口 102順序地輸出綠色熒光、紅色熒光和藍(lán)色熒光作為照明光。因?yàn)榇翱?102由反射激勵(lì)光201的材料制成，絕不會(huì)將作為激勵(lì)光210的激光輸出到外部。在圖4(d)所示的情況下，其中將激勵(lì)光201通過熒光反射層104輻射到熒光材料輪400上，通過窗口 102輸出所產(chǎn)生的所有熒光，防止了熒光撞擊激光光源200，并且防止了損耗的發(fā)生，從而可以改善效率。圖4(e)中窗口 406的提供產(chǎn)生了這樣的區(qū)域，在該區(qū)域中，將產(chǎn)生熒光限制到設(shè)置窗口 406的位置。將所產(chǎn)生的熒光反射到凹面反射鏡100內(nèi)部，但是因?yàn)閷a(chǎn)生熒光的區(qū)域限制到設(shè)置窗口 406的位置，絕不會(huì)產(chǎn)生具有作為照明光輸出的顏色之外的顏色的熒光，并且可以形成具有高顏色純度的照明光。另外,通過窗口 406確定發(fā)光區(qū)域。為此原因,通過窗口 406的尺寸確定光源的外觀尺寸，并且從而可以減小光源的外觀尺寸并且減小集光率。因?yàn)闊晒馐怯稍跓晒獠牧陷?00兩側(cè)上設(shè)置的熒光材料產(chǎn)生的，存在產(chǎn)生熒光材料的兩個(gè)位置。與具有產(chǎn)生熒光材料的一個(gè)位置的結(jié)構(gòu)相比，如果假設(shè)其他條件相同，可以獲得兩倍的亮度。在專利文獻(xiàn)2中公開的結(jié)構(gòu)中，將激勵(lì)光連續(xù)地輻射到熒光材料的相同位置上，而本示范實(shí)施例具有其中熒光材料移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，因此絕不會(huì)將激勵(lì)光連續(xù)地輻射到設(shè)置熒光材料的相同位置上。激勵(lì)光的照射引起將熒光材料加熱，但是在專利文獻(xiàn)2中公開的連續(xù)執(zhí)行輻射的結(jié)構(gòu)不包括冷卻時(shí)間段，其結(jié)果是熒光材料持續(xù)地處于高溫。在本示范實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，絕不會(huì)將激勵(lì)光連續(xù)地輻射到熒光材料的相同區(qū)域上，提供了冷卻時(shí)間段，因此保持熒光材料處于比連續(xù)執(zhí)行輻射的情況下更低的溫度，結(jié)果是熒光材料具有更長(zhǎng)的壽命。圖5是示出了根據(jù)使用圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的示范實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。從凹面反射鏡100順序輸出的綠色熒光、紅色熒光和藍(lán)色熒光經(jīng)由積分器500照射DMD 520。DMD 520將與照明光相對(duì)應(yīng)的圖像光朝著投影透鏡540反射。作為其結(jié)果，從投影透鏡540順序地投影相應(yīng)顏色的圖像光束。 圖6是示出了根據(jù)使用圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的另一個(gè)示范實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。本示范實(shí)施例使用如圖6 (a)所示的白色熒光材料輪600作為所述熒光材料輪，所述白色熒光材料輪產(chǎn)生白色熒光。因?yàn)楸臼痉秾?shí)施例使用白色熒光材料輪600，從凹面反射鏡100輸出白色照明光。通過顏色分離光學(xué)系統(tǒng)將照明光分離為紅光、綠光和藍(lán)光，以照射形成相應(yīng)顏色圖像的多個(gè)液晶光閥。通過合成棱鏡合成已經(jīng)通過相應(yīng)液晶光閥的圖像光束，并且經(jīng)由投影透鏡投影到屏幕上。下面將更加詳細(xì)地描述本示范實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。從凹面反射鏡100輸出的白色照明光通過積分器610和偏振轉(zhuǎn)換元件620，從而轉(zhuǎn)換為均勻的線偏振光，并且撞擊到分色鏡630上。分色鏡630意欲只允許紅光通過其中，已經(jīng)通過分色鏡630的紅光由鏡子690進(jìn)行反射，并且照射形成紅光圖像的液晶光閥670R。由分色鏡630反射的光撞擊到分色鏡650上。分色鏡650意欲只反射綠光，并且由分色鏡650反射的綠光照射形成綠光圖像的液晶光閥670G。已經(jīng)通過分色鏡650的藍(lán)光由鏡子640和660進(jìn)行反射，并且照射形成藍(lán)光圖像的液晶光閥670B。通過合成棱鏡680合成已經(jīng)通過光閥670R、670G和670B的相應(yīng)顏色的圖像光束，
并且經(jīng)由投影透鏡投影到屏幕710上。圖7是示出了根據(jù)使用圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)的投影儀的另一示范實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。本示范實(shí)施例提供分別用于紅色、綠色和藍(lán)色的圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)。用于紅色、綠色和藍(lán)色的相應(yīng)照明光學(xué)系統(tǒng)配置有紅色熒光材料輪800R、綠色熒光材料輪800G和藍(lán)色熒光材料輪800B作為熒光材料輪，其分別產(chǎn)生紅色、綠色和藍(lán)色。經(jīng)由消光透鏡組81 OR、81OG和81OB將在相應(yīng)照明光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生的紅色、綠色和藍(lán)色的照明光束轉(zhuǎn)換為均勻的線偏振光，并且分別照射液晶光閥830R、830G和830B。液晶光閥830R、830G和830B意欲分別形成紅光、綠光和藍(lán)光圖像，并且通過分色棱鏡820將已經(jīng)通過液晶光閥830R、830G和830B的相應(yīng)顏色的圖像光束合成，并且經(jīng)由投影透鏡840進(jìn)行投影。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖；圖8(a)示出了后視圖，而圖8(b)示出了側(cè)視圖。
將本示范實(shí)施例應(yīng)用于產(chǎn)生如圖6和圖7所示單色照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)中。在使用圖4和圖5所示的順序地輸出不同顏色照明光束的照明光學(xué)系統(tǒng)來配置投影儀時(shí)，在諸如DMD或者液晶光閥之類的圖像形成元件中形成的圖像需要與輸出光同步，并且因此需要控制熒光材料輪的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。在如圖6和7所示的產(chǎn)生單色照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)中，需要將圖像形成元件和熒光材料輪的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)彼此同步。本示范實(shí)施例提供了具有與突光材料輪600而不是圖4所示的馬達(dá)300相同旋轉(zhuǎn)軸的風(fēng)車輪900，使得通過來自風(fēng)扇910的氣流920來旋轉(zhuǎn)風(fēng)車輪900和熒光材料輪600。氣流920也從開口 101進(jìn)入箱體405 (參見圖4 (e))，并且冷卻熒光材料輪600。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖； 圖9(a)示出了側(cè)視圖，而圖9b (b)示出了后視圖。在圖8所示的示范實(shí)施例中，將風(fēng)車輪900設(shè)置在凹面反射鏡100的外部，而在本示范實(shí)施例中，將小尺寸熒光材料輪1050和風(fēng)車輪1030設(shè)置在凹面反射鏡1000內(nèi)部。熒光材料輪1050和風(fēng)車輪1030繞相同的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且將兩個(gè)風(fēng)車輪1030設(shè)置在熒光材料輪1050的兩側(cè)上。將熒光材料輪1050容納到在凹面反射鏡1000內(nèi)部設(shè)置的箱體1001中。將通過實(shí)質(zhì)上凹面反射鏡1000的焦點(diǎn)位置的熒光材料1051設(shè)置在熒光材料輪1050兩側(cè)上的外圍附近，并且將來自設(shè)置在與凹面反射鏡100中心軸垂直的位置處的多個(gè)激光光源的激勵(lì)光經(jīng)由在箱體1001中設(shè)置的窗口 1003輻射到熒光材料1051上。將風(fēng)車輪1030設(shè)置在凹面反射鏡1000內(nèi)部。排出口 1010形成于凹面反射鏡1000的出射表面的末端，并且由風(fēng)扇910產(chǎn)生的氣流1020從在凹面反射鏡1000的背面處設(shè)置的通風(fēng)口 1040進(jìn)入凹面反射鏡1000，旋轉(zhuǎn)風(fēng)車輪1030并從排出口 1010排出。圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的圖；圖10(a)示出了側(cè)視圖，而圖10(b)示出了圖10(a)中的熒光條1110的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。本示范實(shí)施例使用熒光條1110，如圖10(b)所示地向所述熒光條的兩側(cè)涂覆紅色熒光材料1110R、綠色熒光材料1110G和藍(lán)色熒光材料1110B，代替在圖4所示的照明光學(xué)系統(tǒng)中使用的熒光材料輪400。按照以下方式將熒光條1110收納在設(shè)置在凹面反射鏡100中的箱體1120中，使得熒光條1110可移動(dòng)地通過實(shí)質(zhì)上凹面反射鏡100的焦點(diǎn)位置。所述熒光條1110的末端從凹面反射鏡100的背面突出，與往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制1100相連,并且通過往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制1100執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過實(shí)質(zhì)上凹面反射鏡100的焦點(diǎn)位置。狹縫1130形成于箱體1120的與凹面反射鏡100的實(shí)質(zhì)上焦點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)的位置處，伴隨著熒光條1110的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從所述狹縫中暴露出紅色熒光材料1110R、綠色熒光材料1110G和藍(lán)色熒光材料1110B的任一個(gè)。在本示范實(shí)施例中，如同在圖4所示的示范實(shí)施例的情況那樣，利用來自多個(gè)激光光源200的激勵(lì)光201照射在熒光條1110的兩側(cè)上形成的熒光材料，以產(chǎn)生熒光。因?yàn)閷⒓す夤庠?00設(shè)置為與凹面反射鏡100的中心軸垂直，沿與凹面反射鏡100的中心軸垂直的方向?qū)бa(chǎn)生的熒光，并且從而能夠有效地產(chǎn)生平行照明光。
往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置1100引起熒光條1110執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且將綠色熒光、紅色熒光和藍(lán)色熒光順序地從窗口 102輸出作為照明光。因?yàn)榇翱?102由反射激勵(lì)光201的材料制成，絕不會(huì)將作為激光的激勵(lì)光201輸出到外部。通過風(fēng)扇1140在與往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制1100相連的熒光條1110上吹過氣流1141，以便冷卻熒光條1110。使用本示范實(shí)施例的投影儀的結(jié)構(gòu)與圖5所示的結(jié)構(gòu)類似。另外，當(dāng)熒光條1110使用產(chǎn)生如圖6或圖7所示的白色或單色照明光的熒光材料時(shí)，可以如圖6和圖7所示地配置所述投影儀。圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。本示范實(shí)施例提供通過實(shí)質(zhì)上凹面反射鏡100的焦點(diǎn)位置的熒光條1200。紅色熒光材料1200R、綠色熒光材料1200G和藍(lán)色熒光材料1200B在與實(shí)質(zhì)上凹面反射鏡100的焦 點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)的位置處形成于熒光條1200的兩側(cè)。與紅色熒光材料1200R、綠色熒光材料1200G和藍(lán)色熒光材料1200B相對(duì)應(yīng)地將多個(gè)激光光源200設(shè)置成陣列形式，并且所述多個(gè)激光光源也配置為與凹面反射鏡100的中
心軸垂直。在本示范實(shí)施例的情況下，可以通過選擇將激勵(lì)光輻射到熒光材料上的激光光源200來控制照明光。當(dāng)需要紅色照明光時(shí)，可以只操作將激勵(lì)光輻射到紅色熒光材料1200R上的激光光源200。因此，可以通過順序地改變照明光來配置圖5中所示的投影儀。另外，當(dāng)需要白色光時(shí)，可以將激勵(lì)光輻射到所有的紅色熒光材料1200R、綠色熒光材料1200G和藍(lán)色熒光材料1200B上。可以通過采用這種白色光源來配置圖6所示的投影儀。另外，可以將紅色熒光材料1200R、綠色熒光材料1200G和藍(lán)色熒光材料1200B的任一種用作熒光材料，并且可以在這一情況下配置如圖7所示的投影儀。在本示范實(shí)施例的情況下，因?yàn)橐椛涞綗晒獠牧仙系膮^(qū)域不移動(dòng)，提供了散熱機(jī)制。將通風(fēng)孔1220設(shè)置在凹面反射鏡100的出射表面末端處，并且將排出孔1230設(shè)置在凹面反射鏡100背面的中心處。另外，多個(gè)散熱片1210形成在熒光條1200上，并且通過從通風(fēng)孔1220引入并且從排出孔1230排出的氣流冷卻熒光條1200。圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)的另一示范實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。本示范實(shí)施例將在圖11所示的示范實(shí)施例中的分別針對(duì)紅色突光材料1200R、綠色熒光材料1200G和藍(lán)色熒光材料1200B而提供的激光光源200與一個(gè)激光光源1240相集成，并且本不范實(shí)施例提供掃描系統(tǒng)1250,所述掃描系統(tǒng)改變從激光光源1240輸出的激勵(lì)光的朝向。掃描系統(tǒng)1250的特定示例包括聲光元件，當(dāng)向所述聲光元件施加電壓時(shí)所述聲光元件的折射率按照模擬方式進(jìn)行調(diào)制，從而改變激光傳播方向，或者包括與驅(qū)動(dòng)機(jī)制等相組合的鏡子。本示范實(shí)施例也可以根據(jù)與圖11所示示范實(shí)施例相同的方式、按照熒光材料的結(jié)構(gòu)來配置如圖5至圖7所示的投影儀。
本申請(qǐng)要求基于2010年3月26日遞交的JP2010-072946A的優(yōu)先權(quán)，將其公開全部結(jié)合在此作為參考。參考符號(hào)列表100凹面反射鏡200激光光源

300 馬達(dá)400熒光材料輪
權(quán)利要求
1.一種照明光學(xué)系統(tǒng)，包括 凹面反射鏡； 熒光材料支撐體，所述熒光材料支撐體在實(shí)質(zhì)上所述凹面反射鏡的焦點(diǎn)位置處支撐熒光材料； 多個(gè)激光光源，在與所述凹面反射鏡的中心軸垂直的位置處設(shè)置在所述凹面反射鏡上，所述激光光源朝著突光材料發(fā)射激勵(lì)光；以及 窗口，覆蓋所述凹面反射鏡的開口，所述凹面反射鏡反射所述激勵(lì)光，并且允許通過激勵(lì)光的照射產(chǎn)生的熒光通過所述凹面反射鏡的開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料支撐體是在其兩側(cè)都包括所述熒光材料的旋轉(zhuǎn)熒光材料輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，還包括馬達(dá)，所述馬達(dá)旋轉(zhuǎn)所述熒光材料輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，還包括風(fēng)車輪，當(dāng)所述熒光材料輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述風(fēng)車輪也旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料支撐體是在其兩側(cè)都包括所述熒光材料的熒光材料條；以及 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)制，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)制引起所述熒光條執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料支撐體是在其兩側(cè)都包括所述熒光材料的熒光材料條；以及 與熒光材料的多個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)地將所述激光光源按照陣列形式排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料支撐體是在其兩側(cè)都包括所述熒光材料的熒光材料條， 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括掃描系統(tǒng)，所述掃描系統(tǒng)與所述激光光源相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，并且改變從相應(yīng)的激光光源發(fā)射的激勵(lì)光的朝向，將所述激勵(lì)光輻射到所述熒光材料上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料包括產(chǎn)生紅色熒光的紅色熒光材料、產(chǎn)生綠色熒光的綠色熒光材料、和產(chǎn)生藍(lán)色熒光的藍(lán)色熒光材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料是產(chǎn)生白色熒光的白色熒光材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)系統(tǒng)，其中所述熒光材料是產(chǎn)生單色熒光的單色熒光材料。
11.一種投影儀，包括根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的照明光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
公開了一種照明光學(xué)系統(tǒng)，所述照明光學(xué)系統(tǒng)具有小集光率和長(zhǎng)使用壽命，并且能有效地產(chǎn)生高亮度的照明光。所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括凹面反射鏡(100)；熒光材料支撐體(400)，所述熒光材料支撐體在實(shí)質(zhì)上所述凹面反射鏡的焦點(diǎn)位置處支撐熒光材料(401至403)；多個(gè)激光光源(200)，在與所述凹面反射鏡的中心軸垂直的位置處設(shè)置在所述面反射鏡上，所述激光光源朝著熒光材料發(fā)射激勵(lì)光；以及窗口(102)，覆蓋所述凹面反射鏡的開口表面，所述凹面反射鏡反射所述激勵(lì)光，并且允許通過激勵(lì)光的照射產(chǎn)生的熒光通過所述凹面反射鏡的開口。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102844706SQ20118001629
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者奧村藤男 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社