本發(fā)明涉及一種包含當被激發(fā)光照射時發(fā)射熒光的熒光材料的熒光體單元的冷卻結(jié)構(gòu)、設置有這個冷卻結(jié)構(gòu)的一種照明光學系統(tǒng)和投影式顯示設備，和一種熒光體單元的冷卻方法。

背景技術(shù)：
近年來，包含當被激發(fā)光照射時發(fā)射熒光的熒光材料的照明光學系統(tǒng)正在得到研制。例如，在投影式顯示設備中使用這種類型的照明光學系統(tǒng)。在國際公報No.2012/127554(在下文中稱作專利文獻1)中公開的照明光學系統(tǒng)包括激光光源和熒光體單元。熒光體區(qū)域和反射區(qū)域在熒光體單元的一個表面上形成。熒光體區(qū)域具有當被激光照射時發(fā)射預定波長的熒光的熒光體。反射區(qū)域是反射光的區(qū)域。熒光體單元配置為圍繞旋轉(zhuǎn)軸線自由地旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸線與其上設置反射區(qū)域和熒光體區(qū)域的表面正交。在熒光體單元的旋轉(zhuǎn)期間，激光入射到熒光體單元，由此來自熒光體的熒光和由反射區(qū)域反射的激光被順序地發(fā)射。從照明光學系統(tǒng)發(fā)射的光的照度依賴于從熒光體發(fā)射的光量。熒光體的特性之一在于，發(fā)熱降低了光發(fā)射效率。相應地，優(yōu)選地是減輕熒光體發(fā)熱從而減小從照明光學系統(tǒng)發(fā)射的光的照度的任何降低。熒光體發(fā)熱是通過激光的照射引起的。在于專利文獻1中描述的照明光學系統(tǒng)中，通過利用熒光體單元的旋轉(zhuǎn)而由熒光體單元自身接收的空氣流冷卻熒光體。然而，優(yōu)選的是改進冷卻熒光體的冷卻效果?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1：國際公報No.2012/127554。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的在于提供一種冷卻結(jié)構(gòu)、一種照明光學系統(tǒng)和一種投影式顯示設備，以及一種能夠改進熒光體的冷卻效果的冷卻方法，改進熒光體的冷卻效果是在上面提出的問題。根據(jù)一個示例性實施例的冷卻結(jié)構(gòu)具有熒光體單元、使冷卻空氣流動的空氣吹送系統(tǒng)，和管道結(jié)構(gòu)。熒光體單元包括基板和在基板上形成并且通過激發(fā)光的照射而產(chǎn)生熒光的熒光體。管道結(jié)構(gòu)從空氣吹送系統(tǒng)向熒光體單元引導冷卻空氣。根據(jù)一個示例性實施例的照明光學系統(tǒng)具有上述冷卻結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生照射熒光體的激發(fā)光的激發(fā)光源。根據(jù)一個示例性實施例的投影式顯示設備具有上述照明光學系統(tǒng)、將從照明光學系統(tǒng)發(fā)射的光轉(zhuǎn)換成圖像光的光學引擎，和向外側(cè)投影圖像光的投影透鏡。根據(jù)一個示例性實施例的冷卻方法涉及一種冷卻熒光體單元的方法，該熒光體單元包含基板和在基板上形成并且通過激發(fā)光的照射而產(chǎn)生熒光的熒光體。這個冷卻方法包括經(jīng)由從空氣吹送系統(tǒng)向熒光體單元引導的管道結(jié)構(gòu)朝著熒光體單元引導冷卻空氣。具有上述配置的冷卻結(jié)構(gòu)或者冷卻方法使得能夠改進熒光體的冷卻效果。附圖簡要說明圖1是根據(jù)一個示例性實施例的照明光學系統(tǒng)的概略透視圖。圖2是示出照明光學系統(tǒng)的內(nèi)部配置的概略透視圖。圖3是示出照明光學系統(tǒng)的內(nèi)部配置的概略平面視圖。圖4是其中在圖3所示照明光學系統(tǒng)中放大了熒光體單元和管道結(jié)構(gòu)的區(qū)域的平面視圖。圖5是其中在圖3所示照明光學系統(tǒng)中放大了熒光體單元和管道結(jié)構(gòu)的區(qū)域的透視圖。圖6是示出照明光學系統(tǒng)的內(nèi)部配置的概略平面視圖。圖7是設置有照明光學系統(tǒng)的投影式顯示設備的概略透視圖。圖8是示出照明光學系統(tǒng)中的熒光體單元的第一修改的透視圖。圖9是示出照明光學系統(tǒng)中的熒光體單元的第二修改的透視圖。具體實施方式接著參考附圖描述本發(fā)明的一個示例性實施例。圖1是根據(jù)一個示例性實施例的照明光學系統(tǒng)的透視圖。照明光學系統(tǒng)1設置有容納部件諸如熒光體單元和光源(將予以描述)的殼體6。殼體6可以包括上殼4和下殼5。圖2是其中已經(jīng)移除上殼4的照明光學系統(tǒng)1的透視圖并且示出照明光學系統(tǒng)1的內(nèi)部配置。圖3是其中已經(jīng)移除上殼4的照明光學系統(tǒng)1的平面視圖并且示出照明光學系統(tǒng)1的內(nèi)部配置。圖4是圖3所示區(qū)域4A的放大視圖，并且圖5是其中放大圖3所示區(qū)域4A的透視圖。用于緊固每一個構(gòu)成元件的保持器未在圖2和3中示出從而使得部件更加易于看見。照明光學系統(tǒng)1具有包含當被激發(fā)光照射時發(fā)射熒光的熒光體31的熒光體單元30和產(chǎn)生照射熒光體31的激發(fā)光的激發(fā)光源11。從激發(fā)光源11發(fā)射的激發(fā)光經(jīng)由各種光學部件12、14、16、18、21、22和36而被照射到設置在熒光體單元30中的熒光體31中。激發(fā)光源11可以包含以矩陣形式布置的多個激光光源10。激發(fā)光源11能夠產(chǎn)生通過混合從該多個激光光源10發(fā)射的激光而形成的激發(fā)光。激光光源10優(yōu)選地發(fā)射具有藍色波長的藍色激光。激光光源10可以例如是激光二極管。接著，關(guān)于熒光體單元30的實際配置的一個實例特別地描述圖4和5。熒光體單元30具有基板32和在基板32的一個表面上形成的熒光體31?；?2優(yōu)選地由具有高導熱性的材料諸如鋁制成?；?2可以成形為圓盤。基板32優(yōu)選地受到支撐從而圍繞與基板的表面正交的旋轉(zhuǎn)軸線自由地旋轉(zhuǎn)。在此情形中，熒光體單元30可以設置有驅(qū)動在其上形成熒光體31的基板32的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達33。驅(qū)動馬達33優(yōu)選地布置在基板32的其上形成熒光體31的表面的相反側(cè)的區(qū)域中。從激發(fā)光源11發(fā)射的激發(fā)光局部地照射熒光體31上的部分S?；?2在激發(fā)光的照射期間的旋轉(zhuǎn)能夠防止激發(fā)光總是照射熒光體31的相同位置，由此在激發(fā)光的照射期間能夠防止熒光體31的過度加熱。由于基板32的旋轉(zhuǎn)，熒光體31和基板32被空氣流冷卻。在本示例性實施例中，熒光體31是發(fā)射包含紅色到綠色波長的黃色熒光的物質(zhì)。熒光體31在其它情形中還可以是根據(jù)預期使用發(fā)射任何熒光的物質(zhì)?？商娲兀€可以在基板32上形成產(chǎn)生具有彼此不同的波長的熒光的多個熒光體。在此情形中，通過在基板32的旋轉(zhuǎn)期間在該多個熒光體上順序地照射激發(fā)光而從熒光體單元30順序地發(fā)射具有彼此不同的波長的熒光。接著參考圖2–5描述熒光體單元30的冷卻結(jié)構(gòu)。照明光學系統(tǒng)1包括使冷卻熒光體單元30的冷卻空氣的流動的空氣吹送系統(tǒng)70和71和從空氣吹送系統(tǒng)70和71向熒光體單元30引導冷卻空氣的管道結(jié)構(gòu)68。管道結(jié)構(gòu)68從空氣吹送系統(tǒng)70和71向熒光體單元30引導冷卻空氣并且由此改進熒光體單元30的冷卻效果。管道結(jié)構(gòu)68的實際結(jié)構(gòu)可以存在變化。接著參考圖2–5詳細描述管道結(jié)構(gòu)68的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例?？梢岳脷んw6的一部分和外部壁構(gòu)件64實現(xiàn)管道結(jié)構(gòu)68的外壁。熒光體單元30優(yōu)選地布置在管道結(jié)構(gòu)68內(nèi)側(cè)。激發(fā)光源11和其它光學部件可以設置在管道結(jié)構(gòu)68外側(cè)。在此情形中，管道結(jié)構(gòu)68可以包括允許激發(fā)光通過的窗口65以利用來自激發(fā)光源11的激發(fā)光照射熒光體31。朝向熒光體31匯聚激發(fā)光的聚光透鏡系統(tǒng)36可以布置在管道結(jié)構(gòu)68的窗口65的位置處。管道結(jié)構(gòu)68可以包括冷卻空氣通過其流動的第一流動路徑60和冷卻空氣通過其流動的第二流動路徑61。另外，照明光學系統(tǒng)1優(yōu)選地具有使冷卻空氣流入第一流動路徑60中的第一空氣吹送設備70和使冷卻空氣流入第二流動路徑61中的第二空氣吹送設備71。替代這種配置地，可以設置使冷卻空氣流入第一流動路徑60和第二流動路徑61這兩者中的單一、共享的空氣吹送設備。第一流動路徑60從第一空氣吹送設備70的冷卻空氣噴嘴70a朝向熒光體單元30的基板32的一端延伸。第一流動路徑60從第一空氣吹送設備70向基板32的其上形成熒光體31的表面引導冷卻空氣W1。第一流動路徑60優(yōu)選地具有其中流動路徑的寬度朝向熒光體單元30的基板32變得逐漸更小的收縮部分62。收縮部分62的端部可以指向激發(fā)光的照射部位S。從第一空氣吹送設備70排出的冷卻空氣W1沿著第一流動路徑60經(jīng)過并且被朝向熒光體31排出。當?shù)谝涣鲃勇窂?0在冷卻空氣W1的流動的方向上向下游逐漸地收縮時，從第一流動路徑60流動的冷卻空氣W1的流動速度增加。以此方式，由具有高流動速度的冷卻空氣W1實現(xiàn)的局部冷卻能夠改進具有高的加熱集中度的部分，即，激發(fā)光的照射部位S的冷卻效果。第二流動路徑61從第二空氣吹送設備71的冷卻空氣噴嘴71a朝向熒光體單元30的基板32的端部延伸。第二流動路徑61從第二空氣吹送設備71向在基板32的、與其上形成熒光體31的一側(cè)相反的一側(cè)上的表面的區(qū)域引導冷卻空氣W2。以此方式，已經(jīng)沿著第二流動路徑61經(jīng)過的冷卻空氣W2能夠冷卻驅(qū)動馬達33和基板32的其上不形成熒光體31的表面。另外，驅(qū)動馬達33優(yōu)選地布置在第二流動路徑61中。第二流動路徑61不需要像在第一流動路徑60中那樣具有收縮部分62。換言之，第二流動路徑61可以具有比第一流動路徑60的收縮部分62更寬的流動路徑寬度。從冷卻效果的觀點，對于在寬范圍之上被以相對低的加熱集中度加熱的熒光體單元30的后側(cè)而言，在盡可能避免冷卻空氣W2的冷卻空氣量的任何減小時的總體冷卻是優(yōu)選的。如在上文中描述地，當在第一流動路徑60和第二流動路徑61中改變流動速度和冷卻空氣量時，可以設置在第一流動路徑60和第二流動路徑61之間形成分隔件的板形分隔構(gòu)件63。在圖5中，為了促進可視性，未示出分隔構(gòu)件63。分隔構(gòu)件63的一端優(yōu)選地接近熒光體單元30的基板32的一端，由此分隔構(gòu)件63防止沿著第一流動路徑60經(jīng)過的第一冷卻空氣W1與沿著第二流動路徑61經(jīng)過的第二冷卻空氣W2混合。此外，如在圖4中所示，熒光體單元30的基板32優(yōu)選地被布置成在第一流動路徑60和第二流動路徑61之間形成分隔件。在此情形中，基板32的其上形成熒光體31的表面面對第一流動路徑60并且在其上形成熒光體31的表面的相反側(cè)上的表面面對第二流動路徑61。熱交換器75可以在冷卻空氣W1和W2的流動方向上設置在熒光體單元30的下游側(cè)上的一側(cè)以降低已被加熱空氣的溫度。熱交換器75優(yōu)選地設置在管道結(jié)構(gòu)68的出口部分處，由此能夠降低在熒光體單元30中已經(jīng)被加熱的冷卻空氣的溫度。更加具體地，熱交換器75可以具有接收熱的熱接收器76、排放熱的熱排放器78，和將熱接收器76和熱排放器78熱連接的熱管道77。熱接收器76設置在管道結(jié)構(gòu)68的出口部分中，并且熱排放器78設置在殼體6的外側(cè)。以此方式，由熱接收器76接收的熱通過熱管道77而被排放到殼體6的外側(cè)。當熒光體單元30被布置在管道結(jié)構(gòu)68內(nèi)側(cè)時，已被加熱空氣朝向熱交換器75的熱接收器76流動而不擴散到其它空間。以此方式，在照明光學系統(tǒng)1的殼體6內(nèi)側(cè)的其它空間，特別地，其中布置激發(fā)光源11或者其它光學部件的空間中，能夠防止溫度增加。已經(jīng)在熱交換器75的熱接收器76中冷卻的空氣W3在殼體6內(nèi)側(cè)循環(huán)并且再次到達空氣吹送設備70和71的流入端口70b和71b。到達空氣吹送設備70和71的流入端口70b和71b的空氣作為冷卻空氣再次流入管道結(jié)構(gòu)68中。冷卻空氣的這個循環(huán)有效地冷卻熒光體單元30。第一激光光源10優(yōu)選地布置在殼體6中從而激光不被分散到外側(cè)。在此情形中，如在上文中描述地循環(huán)冷卻空氣能夠防止殼體6內(nèi)側(cè)的溫度升高。熒光體單元30的驅(qū)動馬達33的軸承34優(yōu)選地利用置入其間的熱傳導薄板73連接到熱沉74。在圖5中，為了促進可視性沒有示出熱沉74。熱沉74可以布置在殼體6外側(cè)。熱沉74使得能夠更加有效地冷卻熒光體單元30的驅(qū)動馬達33。照明光學系統(tǒng)1優(yōu)選地包括向熱沉74發(fā)送冷卻空氣W4的第三空氣吹送設備79諸如風扇。熱沉74能夠被來自第三空氣吹送設備79的冷卻空氣W4冷卻。另外，熱交換器75的熱排放器78可以布置在第三空氣吹送設備79和熱沉74之間。接著特別地參考圖2到6描述照明光學系統(tǒng)1的光學配置的一個實例。從第一激光光源10發(fā)射的藍色激光L1被透鏡12轉(zhuǎn)換成平行光。已經(jīng)被透鏡12轉(zhuǎn)換成平行光(準直)的激光L1在光隧道18的照射側(cè)開口處被聚光透鏡14匯聚。漫射激光的漫射器16可以設置在透鏡14和光隧道18之間。光隧道18是中空光學元件。光隧道18的上和下、右和左內(nèi)表面是反射鏡。利用光隧道的內(nèi)表面，照射到光隧道18中的激光L1經(jīng)歷多次反射，由此使得在光隧道18的發(fā)射部分處光的照度分布是均勻的。可以替代光隧道18地設置玻璃棒(光積分棒)。從光隧道18發(fā)射的激光L1穿過透鏡21并且然后被照射到二向色鏡22中。這個二向色鏡22具有反射具有藍色波長的光并且透射具有比綠色波長更長的波長的光的性質(zhì)。相應地，從第一激光光源10發(fā)射的藍色激光L1在二向色鏡22處反射。在二向色鏡22處反射的藍色激光L1穿過透鏡系統(tǒng)36并且然后被照射到熒光體單元30的熒光體31中。通過激光的照射，熒光體單元的熒光體31產(chǎn)生熒光。在本示例性實施例中，使用輻射包含從紅色到綠色波長的黃...