DE112010002177T5

DE112010002177T5 - Laserbasiertes anzeigeverfahren und system

Info

Publication number: DE112010002177T5
Application number: DE112010002177T
Authority: DE
Inventors: James W. RARING; Paul Rudy
Original assignee: Soraa Inc
Current assignee: Kyocera Sld Laser Inc Dover Us
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2030-05-29
Also published as: JP6691899B2; CN105824179A; DE112010002177B4; JP2015179273A; JP7242574B2; CN102449550B; JP2018085500A; CN105824179B; JP2012529063A; WO2010138923A1; JP2020098911A; CN102449550A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anzeigetechniken. Insbesondere stellen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Projektionsanzeigesysteme bereit, bei denen eine oder mehrere Laserdioden als Lichtquelle zum Darstellen von Bildern verwendet werden. Bei einem Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektorsysteme bereit, die blauen und/oder grünen Laser verwenden, der unter Verwendung von galliumnitridhaltigem Material hergestellt wird. Bei einem anderen Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektionssysteme bereit, die digitale Lichtbearbeitungs-Ansteuerungseinheiten aufweisen, die von blauen und/oder grünen Laservorrichtungen beleuchtet werden. Bei einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein 3D-Anzeigesystem bereit. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls vorhanden.

Description

QUERBEZÜGE ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/182,105, eingereicht am 29. Mai 2009. Die vorliegende Anmeldung beansprucht auch die Priorität der US-Anmeldung Nr. 12/789, 303, eingereicht am 27. Mai 2010.
ANGABE BEZÜGLICH RECHTEN AN ERFINDUNGEN, DIE MITTELS STAATLICH GEFÖRDERTER FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG GETÄTIGT WURDEN

KEINE ANGABE

BEZUGNAHME AUF EINE SEQUENZLISTE, EINE TABELLE ODER EINE COMPUTERPROGRAMMAUFLISTUNG, DIE ALS ANLAGE AUF EINER CD EINGEREICHT WERDEN

KEINE ANGABE

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anzeigetechniken. Insbesondere stellen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Projektionsanzeigesysteme bereit, bei denen eine oder mehrere Laserdioden und/oder LEDs als Lichtquelle zum Darstellen von Bildern verwendet werden. Bei einem Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektorsysteme bereit, die blauen und/oder grünen Laser verwenden, der unter Verwendung von galliumnitridhaltigem Material hergestellt wird. Bei einem anderen Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektionssysteme bereit, die digitale Lichtbearbeitungs-Ansteuerungseinheiten aufweisen, die von blauen und/oder grünen Laservorrichtungen beleuchtet werden. Bei einer bestimmten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein 3D-Anzeigesystem bereit. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls vorhanden.
Größe Anzeigevorrichtungen werden immer beliebter und werden in den kommenden Jahren weiter an Beliebtheit zunehmen, weil LCD-Bildschirme für TV-Geräte billiger werden und die digitale Werbung an Tankstellen, Einkaufszentren und Cafés immer populärer wird. Erhebliches Wachstum (z. B. über 40%) wurde in den letzten Jahren bei den großformatigen Bildschirmen (z. B. TV-Geräte mit 102 cm (40 Inch)) festgestellt, und die Verbraucher haben sich ebenso an größere Displays für Laptops und PCs gewöhnt. Während über Geräte wie TV, Internet und Video mehr Betrachtungsinhalt verfügbar ist, bleiben Displays bei tragbarer Verbraucherelektronik klein (< 7,6 cm (3 Inch)), wobei Tastatur, Kamera und andere Merkmale hinsichtlich Platz und Energie miteinander konkurrieren.
Daher sind verbesserte Systeme zur Anzeige von Bildern und/oder Videos erwünscht.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anzeigetechniken. Insbesondere stellen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Anzeigesysteme bereit, bei denen eine oder mehrere Laserdioden als Lichtquelle zum Darstellen von Bildern verwendet werden. Bei einem Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektorsysteme bereit, die blauen und/oder grünen Laser verwenden, der unter Verwendung von galiumnitridhaltigem Material hergestellt wird. Bei einem anderen Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektionssysteme bereit, die digitale Lichtbearbeitungs-Ansteuerungseinheiten aufweisen, die von blauen und/oder grünen Laservorrichtungen beleuchtet werden. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls vorhanden.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionssystem bereit. Das Projektionssystem weist eine Schnittstelle zum Empfang von Video auf. Das System weist auch einen Bildprozessor zum Bearbeiten des Videos auf. Das System weist eine Lichtquelle mit einer Vielzahl von Laserdioden auf. Die Vielzahl von Laserdioden weist eine blaue Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus nicht polar ausgerichtetem Galliumnitridmaterial hergestellt. Das System weist eine Stromquelle auf, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionssystem bereit. Das System weist eine Schnittstelle zum Empfang von Video auf. Das System weist auch einen Bildprozessor zum Bearbeiten des Videos auf. Das System weist eine Lichtquelle mit einer Vielzahl von Laserdioden auf. Die Vielzahl von Laserdioden weist eine blaue Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus semipolar ausgerichtetem Galliumnitridmaterial hergestellt. Das System weist auch eine Stromquelle auf, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionsgerät bereit. Das Projektionsgerät weist ein Gehäuse mit einer Apertur auf. Das Gerät weist auch eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Gerät weist ein Videobearbeitungsmodul auf. Außerdem weist das Gerät eine Laserquelle auf. Die Laserquelle weist eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 430 nm bis 480 nm. Die grüne Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Der rote Laser könnte aus AlInGaP hergestellt sein. Die Laserquelle ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl durch Kombinieren der Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt. Das Gerät weist auch ein Laseransteuerungsmodul auf, das mit der Laserquelle verbunden ist. Das Laseransteuerungsmodul erzeugt drei Ansteuerungsströme basierend auf einem Pixel von dem einen oder den mehreren Bildframes. Jeder der drei Ansteuerungsströme ist ausgelegt, um eine Laserdiode anzusteuern. Das Gerät weist auch einen MEMS (mikromechanisches System)-Scannerspiegel oder „fliegenden Spiegel” auf, der so konfiguriert ist, dass er den Laserstrahl durch die Apertur auf eine bestimmte Stelle projiziert, was zu einem Einzelbild führt. Durch Rastern des Pixels in zwei Dimensionen wird ein komplettes Bild erzeugt. Das Gerät weist ein optisches Element auf, das in der Nähe der Laserquelle vorgesehen ist, wobei das optische Element so ausgelegt ist, dass es den Laserstrahl auf den MEMS-Scannerspiegel richtet. Das Gerät weist eine Stromquelle auf, die mit der Laserquelle und dem MEMS-Scannerspiegel elektrisch verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionsgerät bereit. Das Projektionsgerät weist ein Gehäuse mit einer Apertur auf. Das Gerät weist auch eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Gerät weist ein Videobearbeitungsmodul auf. Außerdem weist das Gerät eine Laserquelle auf. Die Laserquelle weist eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 430 nm bis 480 nm. Die grüne Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Bei dieser Ausführungsform teilen sich die blaue und die grüne Laserdiode dasselbe Substrat. Der rote Laser könnte aus AlInGaP hergestellt sein. Die Laserquelle ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl durch Kombinieren der Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt. Das Gerät weist auch ein Laseransteuerungsmodul auf, das mit der Laserquelle verbunden ist. Das Laseransteuerungsmodul erzeugt drei Ansteuerungsströme basierend auf einem Pixel von dem einen oder den mehreren Bildframes. Jeder der drei Ansteuerungsströme ist ausgelegt, um eine Laserdiode anzusteuern. Das Gerät weist auch einen MEMS-Scannerspiegel oder fliegenden Spiegel ” auf, der so konfiguriert ist, dass er den Laserstrahl durch die Apertur auf eine bestimmte Stelle projiziert, was zu einem Einzelbild führt. Durch Rastern des Pixels in zwei Dimensionen wird ein komplettes Bild erzeugt. Das Gerät weist ein optisches Element auf, das in der Nähe der Laserquelle vorgesehen ist, wobei das optische Element so ausgelegt ist, dass es den Laserstrahl auf den MEMS-Scannerspiegel richtet.
Das Gerät weist eine Stromquelle auf, die mit der Laserquelle und dem MEMS-Scannerspiegel elektrisch verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionsgerät bereit. Das Projektionsgerät weist ein Gehäuse mit einer Apertur auf. Das Gerät weist auch eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Gerät weist ein Videobearbeitungsmodul auf. Außerdem weist das Gerät eine Laserquelle auf. Die Laserquelle weist eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 430 nm bis 480 nm. Die grüne Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Der rote Laser könnte aus AlInGaP hergestellt sein. Bei dieser Ausführungsform sind zwei oder mehr der verschiedenfarbigen Laser in demselben Gehäuse zusammen angeordnet. Bei dieser Ausführungsform der gemeinsamen Anordnung werden die Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden zu einem einzigen Strahl kombiniert. Das Gerät weist auch ein Laseransteuerungsmodul auf, das mit der Laserquelle verbunden ist. Das Laseransteuerungsmodul erzeugt drei Ansteuerungsströme basierend auf einem Pixel von dem einen oder den mehreren Bildframes. Jeder der drei Ansteuerungsströme ist ausgelegt, um eine Laserdiode anzusteuern. Das Gerät weist auch einen MEMS(mikromechanisches System)-Scannerspiegel oder „fliegenden Spiegel” auf, der so konfiguriert ist, dass er den Laserstrahl durch die Apertur auf eine bestimmte Stelle projiziert, was zu einem Einzelbild führt. Durch Rastern des Pixels in zwei Dimensionen wird ein komplettes Bild erzeugt. Das Gerät weist ein optisches Element auf, das in der Nähe der Laserquelle vorgesehen ist, wobei das optische Element so ausgelegt ist, dass es den Laserstrahl auf den MEMS-Scannerspiegel richtet. Das Gerät weist eine Stromquelle auf, die mit der Laserquelle und dem MEMS-Scannerspiegel elektrisch verbunden ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionsgerät bereit. Das Gerät weist ein Gehäuse mit einer Apertur auf. Das Gerät weist eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Gerät weist eine Laserquelle auf. Die Laserquelle weist eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar orientierten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 430 nm bis 480 nm. Die grüne Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Der rote Laser könnte aus AlInGaP hergestellt sein. Die Laserquelle ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl durch Kombinieren der Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt. Das Gerät weist einen Digital Light Processing (DLP; Digitallichtverarbeitungs)-Chip mit einer digitalen Spiegelvorrichtung auf. Die digitale Spiegelvorrichtung weist eine Vielzahl von Spiegeln auf, wobei jeder der Spiegel einem oder mehreren Pixeln des einen oder der mehreren Bildframes entspricht. Das Gerät weist eine Stromquelle auf, die mit der Laserquelle und dem DLP-Chip elektrisch verbunden ist. Viele Varianten dieser Ausführungsform können existieren, beispielsweise eine Ausführungsform, bei der die grüne und blaue Laserdiode sich dasselbe Substrat teilen, oder zwei oder mehr der verschiedenfarbigen Laser in demselben Gehäuse angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der gemeinsamen Anordnung werden die Ausgängen aus den blauen, grünen und roten Laserdioden zu einem einzigen Strahl kombiniert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionsgerät bereit. Das Gerät weist ein Gehäuse mit einer Apertur auf. Das Gerät weist eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Gerät weist eine Laserquelle auf. Die Laserquelle weist eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 430 nm bis 480 nm. Die grüne Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Der rote Laser könnte aus AlInGaP hergestellt sein. Das Gerät weist einen Digital Light Processing(DLP)-Chip mit drei digitalen Spiegelvorrichtungen auf. Jede der digitalen Spiegelvorrichtungen weist eine Vielzahl von Spiegeln auf. Jeder der Spiegel entspricht einem oder mehreren Pixeln des einen oder der mehreren Bildframes, Die Farbstrahlen werden jeweils auf die digitalen Spiegelvorrichtungen projiziert. Das Gerät weist eine Stromquelle auf, die mit den Laserquellen und dem DLP-Chip elektrisch verbunden ist. Viele Varianten dieser Ausführungsform können existieren, beispielsweise eine Ausführungsform, bei der die grüne und blaue Laserdiode sich dasselbe Substrat teilen, oder zwei oder mehr der verschiedenfarbigen Laser in demselben Gehäuse angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der gemeinsamen Anordnung werden die Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden zu einem einzigen Strahl kombiniert.
Beispielsweise könnte das Farbrad Phosphormaterial enthalten, das die Farbe des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts verändert. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die blaue und rote Lichtquellen aufweist. Das Farbrad weist einen Schlitz für das blaue Licht und einen phosphorenthaltenden Bereich zum Umwandeln des blauen Lichts in grünes Licht auf. Im Betrieb liefert die blaue Lichtquelle (z. B. die blaue Laserdiode oder blaue LED) blau– es Licht durch den Schlitz und regt grünes Licht aus dem phosphorenthaltenden Bereich an. Die rote Lichtquelle liefert separat rotes Licht. Das grüne Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das grüne Licht durch eine Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Das durch den Schlitz durchgegangene blaue Licht wird ebenfalls an die Mikroanzeige geleitet. Die blaue Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Alternativ kann anstelle einer blauen Laserdiode mit Phosphor eine grüne Laserdiode verwendet werden, um grünes Licht auszusenden. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Als weiteres Beispiel kann das Farbrad mehrere Phosphormaterialen aufweisen. Beispielsweise kann das Farbrad sowohl grüne als auch rote Phosphore in Kombination mit einer blauen Lichtquelle aufweisen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die eine blaue Lichtquelle aufweist. Das Farbrad weist einen Schlitz für das blaue Laserlicht und zwei phosphorenthaltende Bereiche zum Umwandeln von blauem Licht in grünes Licht bzw. von blauem Licht in rotes Licht auf. Im Betrieb liefert die blaue Lichtquelle (z. B. die blaue Laserdiode oder blaue LED) blaues Licht durch den Schlitz und regt grünes Licht und rotes Licht aus den phosphorenthaltenden Bereichen an. Das grüne und rote Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das grüne und rote Licht von einer Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Die blaue Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Als weiteres Beispiel kann das Farbrad blaue, grüne und rote Phosphormaterialen aufweisen. Das Farbrad kann beispielsweise blaue, grüne und rote Phosphore in Kombination mit einer ultravioletten (UV) Lichtquelle aufweisen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die eine UV-Lichtquelle aufweist. Das Farbrad weist drei phosphorenthaltende Bereiche zum Umwandeln von UV-Licht in blaues Licht, UV-Licht in grünes Licht, bzw. UV-Licht in rotes Licht auf. Im Betrieb sendet das Farbrad nacheinander blaues, grünes und rotes Licht aus den phosphorenthaltenden Bereichen aus. Das blaue, grüne und rote Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das blaue, grüne und rote Licht von einer Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Die UV-Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionsgerät bereit. Das Gerät weist ein Gehäuse mit einer Apertur auf. Das Gerät weist eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Gerät weist eine Laserquelle auf. Die Laserquelle weist eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode auf. Die blaue Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 430 nm bis 480 nm. Die grüne Laserdiode ist aus einem nicht polar oder semipolar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt und hat eine Spitzenbetriebs-Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Der rote Laser könnte aus AlInGaP hergestellt sein. Die grüne Laserdiode hat eine Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm. Die Laserquelle ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl durch Ausgänge von den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt. Das Gerät weist einen Digital Light Processing(DLP)-Chip mit drei digitalen Spiegelvorrichtungen auf. Jede der digitalen Spiegelvorrichtungen weist eine Vielzahl von Spiegeln auf. Jeder der Spiegel entspricht einem oder mehreren Pixeln des einen oder der mehreren Bildframes. Die Farbstrahlen werden jeweils auf die digitalen Spiegelvorrichtungen projiziert. Das Gerät weist eine Stromquelle auf, die mit dem Laserquellen und dem DLP-Chip elektrisch verbunden ist. Viele Varianten dieser Ausführungsform können existieren, beispielsweise eine Ausführungsform, bei der die grüne und blaue Laserdiode sich dasselbe Substrat teilen, oder zwei oder mehr der verschiedenfarbigen Laser in demselben Gehäuse angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der gemeinsamen Anordnung werden die Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden zu einem einzigen Strahl kombiniert.
Beispielsweise könnte das Farbrad Phosphormaterial enthalten, das die Farbe des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts verändert. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist der Projektor eine Lichtquelle auf, die blaue und rote Lichtquellen aufweist. Das Farbrad weist einen Schlitz für das blaue Farblicht und einen phosphorenthaltenden Bereich zum Umwandeln des blauen Lichts in grünes Licht auf. Im Betrieb liefert die blaue Lichtquelle (z. B. die blaue Laserdiode oder blaue LED) blaues Licht durch den Schlitz und regt grünes Licht aus dem phosphorenthaltenden Bereich an. Die rote Lichtquelle liefert separat rotes Licht. Das grüne Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen werden oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das grüne Licht durch eine Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Das durch den Schlitz durchgegangene blaue Licht wird ebenfalls an die Mikroanzeige geleitet. Die blaue Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Alternativ kann anstelle einer blauen Laserdiode mit Phosphor eine grüne Laserdiode verwendet werden, um grünes Licht auszusenden. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Als weiteres Beispiel kann das Farbrad mehrere Phosphormaterialen aufweisen. Beispielsweise kann das Farbrad sowohl grüne als auch rote Phosphore in Kombination mit einer blauen Lichtquelle aufweisen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die eine blaue Lichtquelle aufweist. Das Farbrad weist einen Schlitz für das blaue Laserlicht und zwei phosphorenthaltende Bereiche zum Umwandeln von blauem Licht in grünes Licht bzw. von blauem Licht in rotes Licht auf. Im Betrieb liefert die blaue Lichtquelle (z. B. die blaue Laserdiode oder blaue LED) blaues Licht durch den Schlitz und regt grünes Licht und rotes Licht aus den phosphorenthaltenden Bereichen an. Das grüne und rote Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das grüne und rote Licht von einer Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Die blaue Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Als weiteres Beispiel kann das Farbrad blaue, grüne und rote Phosphormaterialen aufweisen. Das Farbrad kann beispielsweise blaue, grüne und rote Phosphore in Kombination mit einer ultravioletten (UV) Lichtquelle aufweisen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die eine UV-Lichtquelle aufweist. Das Farbrad weist drei phosphorenthaltende Bereiche zum Umwandeln von UV-Licht in blaues Licht, UV-Licht in grünes Licht, bzw. UV-Licht in rotes Licht auf. Im Betrieb sendet das Farbrad nacheinander blaues, grünes und rotes Licht aus den phosphorenthaltenden Bereichen aus. Das blaue, grüne und rote Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das blaue, grüne und rote Licht von einer Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Die UV-Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Mittels der vorliegenden Erfindung werden gegenüber bisher bestehenden Techniken verschiedene Vorteile erzielt. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung ein kosteneffizientes Projektionssystem, das effiziente Lichtquellen verwendet. Bei einer bestimmten Ausführungsform kann die Lichtquelle relativ einfach und kosteneffizient hergestellt werden. Je nach Ausführungsform kann das vorliegende Gerät und das vorliegende Verfahren mittels herkömmlicher Materialien und/oder Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, hergestellt/durchgeführt werden. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Laservorrichtung mehrere Wellenlängen haben. Selbstverständlich kann es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen geben. Je nach Ausführungsform können einer oder mehrere dieser Vorteile erzielt werden. Diese und weitere Vorteile werden in der vorliegenden Beschreibung und insbesondere nachstehend beschrieben.
Die vorliegende Erfindung erzielt diese und weitere Vorteile im Zusammenhang mit bekannter Verfahrenstechnik. Die Art und die Vorteile der vorliegenden Erfindung können unter Bezug auf die nachfolgenden Abschnitte der Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein herkömmliches Projektionssystem zeigt.
2 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein Projektionsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A ist eine detaillierte Querschnittsansicht einer Laservorrichtung 200, die auf einem Substrat hergestellt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2B ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Projektor mit LED-Lichtquellen zeigt.
3 ist eine alternative Darstellung eines Projektionsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A ist ein vereinfachtes Diagramm, das gemeinsam angeordnete Laser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3B ist ein Diagramm, das einen Querschnitt eines aktiven Bereichs mit abgestufter Strahlungswellenlänge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3C ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Querschnitt mehrerer aktiver Bereiche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3D ist ein vereinfachtes Diagramm, das einem Projektor mit LED-Lichtquellen zeigt.
4 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein Projektionsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4A ist ein vereinfachtes Diagramm, das Laserdioden zeigt, die in einem einzigen Gehäuse integriert sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein vereinfachtes Diagramm eines DLP-Projektionsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen DLP-Projektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein 3-Chip DLP-Projektionssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine 3D-Anzeige mit Polarisationsbildern zeigt, die durch eine Polarisationsbrille gefiltert sind.
8 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein 3D-Projektionssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein LCOS(Liquid Crystal an Silicon; Flüssigkristall auf Silizium)-Projektionssystem 900 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf Anzeigetechniken gerichtet. Insbesondere stellen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Projektionsanzeigesysteme bereit, bei denen eine oder mehrere Laserdioden als Lichtquelle zum Darstellen von Bildern verwendet werden. Bei einem Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektorsysteme bereit, die blauen und/oder grünen Laser verwenden, der unter Verwendung von galliumnitridhaltigem Material hergestellt wird. Bei einem anderen Satz von Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung Projektionssysteme bereit, die digitale Lichtbearbeitungs-Ansteuerungseinheiten aufweisen, die von blauen oder grünen Laservorrichtungen beleuchtet werden. Bei einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein 3D-Anzeigesystem bereit. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls vorhanden.
Wie oben erläutert, sind herkömmliche Arten von Displays häufig unzureichend. Miniaturprojektoren gehen dieses Problem an, indem sie große Bilder (bis zu 152 cm (60 Inch) und mehr) von dem tragbaren Gerät projizieren, was ermöglicht, dass Filme, Internetsurfing und andere Bilder in einem Größenformat übertragen werden, das mit den Anzeigen übereinstimmt, die Verbraucher gewöhnt sind. Als Folge davon werden Taschenprojektoren, Picoprojektoren mit eigenständigem Anschluss und in mobile Geräte wie z. B. Telefone eingebettete Picoprojektoren immer häufiger verfügbar.
Heute handelsübliche InGaN-basierte Laser und LEDs werden auf der polaren c-Ebene des GaN Kristalls gezüchtet. Es ist bekannt, dass InGaN lichtaussendende Schichten, die auf dieser herkömmlichen GaN-Orientierung abgeschieden werden, unter internen polarisationsbezogenen elektrischen Feldern leiden. Bei diesen Strukturen resultiert die spontane Polarisation aus Ladungsasymmetrie beim GaN-Bonden, während piezoelektrische Polarisation das Produkt von Belastung ist. Bei Quantentopfstrukturen trennen diese Polarisationsfelder die Elektronen- und Defektelektronen-Funktionen räumlich voneinander, wodurch ihre Strahlungsrekombinationseffizienz reduziert wird. Aufgrund der Belastungsabhängigkeit der piezoelektrischen Polarisation wachsen diese internen Felder stärker, wobei für blaue und insbesondere für grüne Laser und LEDs erhöhter Indiumgehalt in den aussendenden Schichten erforderlich ist.
Zusätzlich zu einem reduzierten Strahlungsrekombinationskoeffizienten, der die LED-Helligkeit behindert, induzieren die internen elektrischen Felder den quantenunterstützten Stark-Effekt (Quantum Confined Stark Effect (QCSE)) in die lichtaussendenden Quantentopfschichten. Dieser Effekt führt zu einer Blauverschiebung der Spitzenemissions-Wellenlänge mit erhöhter Trägerdichte in den Quantentopfschichten. Da die Trägerdichte mit stärkerem Strom zunimmt, wird eine blaue oder grüne LED einer Spitzenwellenlängenverschiebung unterzogen, die vom Strom abhängig ist. Eine derartige Wellenlängenabhängigkeit vom Ansteuerungsstrom ist für Anzeige-Anwendungen, bei denen die LED einem Strommodulationsschema unterliegt, nicht ideal, da sich die Farbe mit dem Strom ändert. Bei einer Laserdiode steigt die Trägerdichte mit stärkerem Strom an, bis die Laserschwelle erreicht ist, wo die Verstärkung den Verlust im Resonator überwindet. Um Laserwellenlängen im blauen und grünen Bereich zu erzielen, erzwingt eine solche Blauverschiebung der Spitzenwellenlänge unter die Schwelle das Wachsenlassen lichtaussendender Schichten mit erhöhtem Indiumgehalt, um die Blauverschiebung auszugleichen. Es ist bekannt, dass ein solcher erhöhter Indiumgehalt zu schlechterer Materialqualität aufgrund höherer Belastung und Indiumsegregation führen kann. Um hocheffiziente blaue und grüne Laser und LEDs zu realisieren, ist es daher erwünscht, polarisationsbezogene elektrische Felder abzuschwächen oder ganz zu beseitigen.
Es ist seit langem selbstverständlich, dass durch das Wachsenlassen von Vorrichtungsstrukturen auf nicht herkömmlichen GaN-Ausrichtungen, z. B. auf der nicht polaren a-Ebene oder m-Ebene oder auf semipolaren Ebenen zwischen nicht polaren Ebenen und der polaren c-Ebene, die Polarisationsfelder beseitigt oder abgeschwächt werden können. Auf diesen neuartigen Kristallebenen wurde eine einzigartige Freiheit der Ausgestaltung sowohl für die Epitaxiestruktur als auch für die Vorrichtungsstruktur verfügbar. Des Weiteren führt die anisotrope Belastung von InGaN-Filmen, die auf nicht polaren und semipolaren Substraten gezüchtet werden, zu einer reduzierten effektiven Defektelektronenmasse, was die Differentialverstärkung erhöhen und die Transparenzstromdichte in Laserdioden reduzieren kann. Vorrichtungen wie blaue und grüne Laser und LEDs, die auf nicht polaren und semipolaren Ebenen hergestellt werden, bieten erstaunliches Potenzial für verbesserte Leistung mit höherer Strahlungsrekombinationseffizienz, reduzierte Spitzenwellenlängen-Blauverschiebung durch den Ansteuerungsstrom, gesteigerte Flexibilität bei der Vorrichtungs-Ausgestaltung und vorteilhafte Epitaxiewachstumsqualität.
Typische auf Festkörper-Emittern basierende Projektoren weisen auf:

• eine Lichtquelle (Laser oder LED),
• eine Optik,
• ein Mikrodisplay, z. B. ein Flüssigkristall auf Silizium (Liquid Crystal an Silicon (LCOS)) oder eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (Digital Micro-Mirror Device (DMD)),
• Ansteuerungsplatinen, und
• eine Stromquelle (d. h. Batterie oder Stromadapter).

Je nach Anwendung können Projektionssysteme polarisiertes oder unpolarisiertes Licht verwenden. Beispielsweise verwenden Projektionssysteme, die auf einem Einzelscanner basieren (z. B. Picoprojektoren) und DLP-basierte Systeme typischerweise eine unpolarisierte Lichtquelle. Für bestimmte Anwendungen, z. B. LCOS-basierte Projektionssysteme, ist eine polarisierte Lichtquelle wünschenswert. Normalerweise sind blaue und grüne (gegebenenfalls rote) LEDs, die in herkömmlichen Projektoren verwendet werden, unpolarisiert (oder zeigen einen niedrigen Polarisationsanteil), was zu übermäßigen optischen Verlusten aus polarisationsabhängigen optischen Komponenten führt, und sie haben eine schlechte Qualität des räumlichen Modus, benötigen große LCOS- oder LCD-Chips und sind nicht für kompakte Ausgestaltungen brauchbar, weil das Licht nicht auf einen kleinen Bereich fokussiert werden kann. Aufgrund des Aufteilens der elektronischen X- und Y-Valenzbänder auf nicht polares und semipolares GaN ist die Lichtemission aus Vorrichtungen wie z. B. LEDs, die auf diesen Ebenen hergestellt werden, inhärent polarisiert. Durch Verwenden von LEDs, die auf semipolarem und/oder nicht polarem GaN basieren, bei Projektionsdisplays, die LCOS-Techniken oder andere Lichtwellen verwenden, die polarisiertes Licht erfordern, werden die optischen Verluste, die mit den LEDs einhergehen, minimiert, ohne zusätzliche Komponenten wie z. B. Polarisationsaufbereiter verwenden zu müssen, die die Komplexität und die Kosten des Systems erhöhen. Herkömmliche Projektionssysteme verwenden häufig Laser und/oder LEDs als Lichtquellen, um Bilder zu beleuchten. Typischerweise führt bei Projektionssystemen eine Laserlichtquelle zu besserer Leistung als eine LED-Lichtquelle.
1 ist ein Diagramm, das ein herkömmliches Projektionssystem zeigt. Wie gezeigt ist, wird blaues, grünes und rotes Laserlicht zu einem Lichtstrahl kombiniert, der dann auf einen MEMS-Scannerspiegel projiziert wird.
Bei einem herkömmlichen Projektionssystem wie dem in 1 gezeigten wird ein grüner Frequenzverdopplungs (Second Harmonic Generation(SHG))-Laser verwendet, um grünes Laserlicht bereitzustellen. Zur Zeit gibt es keine Direktdiodenlösung für grüne Laseremission, was die Verwendung von frequenzverdoppelten 1060 nm Diodenlasern erforderlich macht, die teuer, sperrig, bei hohen Geschwindigkeiten schwer zu modulieren sind und ein enges Spektrum aussenden, was zu Flecken im Bild führt. Des Weiteren sind, weil diese Vorrichtungen die Erzeugung einer Frequenzverdopplung mittels periodisch gepoltem Lithiumniobat (Periodically Poled Lithium Niobate (PPLN)) erfordern, mit dieser Technik bedeutende Leistungsschwächen verbunden.
Erstens gibt es die Effizienz der 1060 nm-Vorrichtung selbst. Zweitens gibt es die optischen Kopplungsverluste, die mit dem Leiten des Lichts in das und aus dem PPLN verbunden sind. Drittens gibt es den Umwandlungsverlust in dem PPLN. Schließlich gibt es den Verlust, der mit dem Kühlen der Komponenten auf eine präzise Temperatur einhergeht.
Um ein hocheffizientes Display herzustellen, das die Batterielebensdauer maximiert und Kosten, Größe und Gewicht minimiert, müssen optische Verluste aus dem System minimiert werden. Die Quellen optischen Verlustes in Systemen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verluste aus optischen Elementen, deren Übertragung polarisationsabhängig ist. Bei vielen kompakten Projektoren, beispielsweise bei Picoprojektoren, wird eine Mikrodisplay-Technik verwendet, die hoch polarisationsempfindlich ist, z. B. LCOS oder LCD. Gewöhnliche LCOS-basierte Displays benötigen typischerweise hochpolarisierte Lichtquellen, die auf der Natur der Flüssigkristallanzeige-Technik basieren.
Bei verschiedenen Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung blaue und grüne GaN-basierte Direktdioden-Laser bereit, die einen hoch polarisierten Ausgang, einen räumlichen Einzelmodus, mäßige bis große Spektralbreite, hohe Effizienz und hohe Modulationsraten liefern, die für verschiede Arten von Projektoren und Displays, z. B. für Picoprojektoren, DLP-Projektoren, Displays auf Flüssigkristallbasis (z. B. Flüssigkristall auf Silizium oder LCOS”) und weitere ideal sind.
Es wird angemerkt, dass durch die Verwendung von hoch polarisierten Lichtquellen bei Projektionsdisplays gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die optische Effizienz mit minimalen Kosten und maximaler Flexibilität bei der Auswahl optischer Komponenten maximiert werden kann. Bei herkömmlichen Beleuchtungsquellen wie z. B. unpolarisierten LEDs und deren Systemen, ist eine komplizierte Optik für Polarisationswiederaufbereitung erforderlich, um die Effizienz der nichtpolarisierten Lichtquelle zu erhöhen. Demgegenüber wird durch das Erzeugen blauer und grüner Laser und/oder LEDs aus nicht polarem oder semipolarem GaN der Lichtausgang hoch polarisiert, was den Bedarf an zusätzlicher Optik für die Pelarisation beseitigt.
Wie bei der vorliegenden Erfindung beschrieben, werden Direktdioden-Laser mit GaN-basierten Lasern für blaue und grüne Quellen verwendet. Herkömmliche GaN-Laser der c-Ebene senden unpolarisiertes oder nahezu unpolarisiertes Licht aus, wenn der Laser unter einer Schwelle liegt. Nachdem der Laser die Schwelle erreicht hat, wird das ausgegebene Licht mit stärkerem Strom polarisiert. Im Gegensatz dazu senden Laser, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aus nicht polarem oder semipolarem GaN hergestellt sind, polarisiertes Licht unter der Schwelle aus und haben auch bei stärkerem Strom einen höheren Polarisationsanteil. Durch Verwenden einer hochpolarisierten Lichtquelle bei Projektionsdisplays kann die optische Effizienz mit minimalen Kosten und maximaler Flexibilität bei der Auswahl optischer Komponenten maximiert werden.
Um hocheffiziente Displays herzustellen, die die Batterielebensdauer maximieren und Kosten, Größe und Gewicht minimieren, müssen optische Verluste aus dem System minimiert werden. Für LCOS-Systeme wird das herkömmliche LCOS häufig eingeschrumpft, damit es möglichst klein ist, um in ein winziges Volumen zu passen, und auch um Kosten zu reduzieren. Daher werden für maximale optische Effizienz und minimalen Stromverbrauch, minimale Größe und minimales Gewicht beim Display Laserquellen benötigt, die ein große räumliche optische Helligkeit liefern.
Herkömmliche LEDs haben eine schlechte Qualität des räumlichen Modus und benötigen daher große LCOS- oder LCD-Chips und sind für kompakte Ausgestaltungen nicht brauchbar, weil das Licht nicht auf einen kleinen Bereich fokussiert werden kann. Im Gegensatz dazu haben blaue und grüne GaN-basierte Direktdioden-Laser gemäß der vorliegenden Erfindung einen räumlichen Einzelmodus für maximalen Durchsatz.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern auch den Vorteil reduzierter Fleckenbildung. Beispielsweise erzeugen frequenzverdoppelte 1060 nm Diodenlaser, die bei herkömmlichen Systemen verwendet werden, ein enges Spektrum, das Flecken im Bild verursacht. Sichtbare Direktdioden-Laser (z. B. grüne Laser), die bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bieten > 100 × eine Steigerung des Spektrums, was die Flecken im Bild wesentlich reduziert und den Bedarf an zusätzlichen teuren und sperrigen Komponenten verringert.
Außerdem sind die bei herkömmlichen Systemen verwendeten frequenzverdoppelten 1060 nm Diodenlaser wegen der Frequenzverdopplung ineffizient. Sichtbare Direktdioden-Laser, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bieten das Potenzial für wesentlich größere Effizienz mit dem Vorteil reduzierter optischer Komponenten und reduzierter Größe und Gewicht des Systems.
Wie oben erläutert, weist ein typischer Miniaturprojektor (z. B. Picoprojektor) die folgenden Komponenten auf:

• eine Lichtquelle (Laser oder LED),
• eine Optik,
• ein Mikrodisplay wie z. B. ein LCOS- oder ein DMD-Display,
• Ansteuerungsplatinen,
• eine Stromquelle, d. h. eine Batterie oder einen Stromadapter.

Zur Zeit sind blaue und grüne (gegebenenfalls rote) LEDs unpolarisiert, was zu übermäßigen optischen Verlusten führt, und sie weisen eine schlechte Qualität des räumlichen Modus auf, benötigen große LCOS- oder LCD-Chips und sind für kompakte Ausgestaltungen unbrauchbar, weil das Licht nicht auf einen kleinen Bereich fokussiert werden kann. Aufgrund des Aufteilens der elektronischen X- und Y-Valenzbänder auf nicht polares und semipolares GaN ist die Lichtemission aus Vorrichtungen wie z. B. LEDs, die auf diesen Ebenen hergestellt werden, inhärent polarisiert. Durch Verwenden semipolarer und/oder nicht polarer LEDs, die auf GaN basieren, bei Projektionsdisplays oder anderen LCOS-Techniken werden die optischen Verluste, die mit unpolarisierten LEDs einhergehen, minimiert, ohne zusätzliche Komponenten wie z. B. Polarisationsaufbereiter verwenden zu müssen, die die Komplexität und die Kosten des Systems erhöhen.
Zur Zeit gibt es keine Direktdiodenlösung für die Emission grüner Laser, was die Verwendung von frequenzverdoppelten 1060 nm Diodenlasern erfordert, die teuer, sperrig, bei hohen Geschwindigkeiten schwierig zu modulieren sind und ein enges Spektrum aussenden, was zu Flecken im Bild führt. Des Weiteren sind, weil diese Vorrichtungen die Erzeugung einer Frequenzverdopplung mittels periodisch gepoltem Lithiumniobat (Periodically Poled Lithium Niobate (PPLN)) erfordern, mit dieser Technik bedeutende Leistungsschwächen verbunden. Erstens gibt es die Effizienz der 1060 nm-Vorrichtung selbst. Zweitens gibt es die optischen Kopplungsverluste, die mit dem Leiten des Lichts in das und aus dem PPLN verbunden sind. Drittens gibt es den Umwandlungsverlust in dem PPLN. Schließlich gibt es den Verlust, der mit dem Kühlen der Komponenten auf eine präzise Temperatur einhergeht.
Die blauen und grünen GaN-basierten Direktdioden-Laser gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen hoch polarisierten Ausgang, einen räumlichen Einzelmodus, mäßige bis große Spektralbreite, hohe Effizienz und hohe Modulationsraten bereit, die für flüssigkristallbasierte Displays ideal sind.
Herkömmliche Ansätze für Frequenzverdopplung erzielen eine hohe räumliche Helligkeit, ermöglichen jedoch nicht in geeigneter Weise hohe Modulationsfrequenzen und erzeugen Bildartefakte, wenn sie getestet werden. Dies schränkt die Modulationsfrequenz der Quelle auf ^~100 MHz ein, wo (analoge) Amplitudenmodulation verwendet werden muss. Wenn die Frequenzfähigkeit auf ^~300 MHz erhöht werden würde, könnte (digitale) Pulsmodulation verwendet werden, was das System vereinfachen und die Notwendigkeit von Nachschlagetabellen beseitigen würde.
Mit einer Direktdioden-Lösung, die von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, können Modulationsfrequenzen jenseits von 300 MHz erreicht werden und ein Digitalbetrieb kann realisiert werden. Nicht polare und/oder semipolare GaN-basierte Laser sind vielversprechend, um die grüne Direktdioden-Lösung und damit digitale Mikro-Scannerspiegel-Projektoren zu ermöglichen.
2 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein Projektionsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Für den Fachmann sind viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen erkennbar. Ein Projektionssystem 250 weist einen MEMS-Scannerspiegel 251, einen Spiegel 252, ein optisches Element 254, eine grüne Laserdiode 253, eine rote Laserdiode 256 und eine blaue Laserdiode 255 auf.
Das Projektionssystem 250 ist beispielsweise ein Picoprojektor. Zusätzlich zu den in 2 gezeigten Komponenten weist das Projektionssystem 250 auch ein Gehäuse mit einer Apertur und eine Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes auf. Das Projektionssystem 250 weist auch ein Videobearbeitungsmodul auf. Bei einer Ausführungsform ist das Videobearbeitungsmodul elektrisch mit einem ASIC verbunden, um die Laserdioden und den MEMS-Scannerspiegel 251 anzusteuern.
Bei einer Ausführungsform bilden die Laserdioden zusammen mit dem optischen Element 24 eine Laserquelle. Die grüne Laserdiode 253 ist durch eine Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm gekennzeichnet. Die Laserquelle ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl durch Kombinieren der Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt. Je nach Anwendung können verschiedene Arten optischer Komponenten verwendet werden, um die Lichtausgänge aus den Laserdioden zu kombinieren. Optische Komponenten können beispielsweise dichromatische Linsen, Prismen, Konvergenzlinsen, etc. sein. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der kombinierte Laserstrahl polarisiert.
Bei einer Ausführungsform wird ein Laseransteuerungsmodul bereitgestellt. Unter anderem ist das Laseransteuerungsmodul dazu ausgelegt, die an die Laserdioden zu liefernde Strommenge einzustellen. Das Laseransteuerungsmodul erzeugt zum Beispiel drei Ansteuerungsströme basierend auf einem oder mehreren Pixeln von dem einen oder mehreren Bildframes, wobei jeder der drei Ansteuerungsströme ausgelegt ist, um eine Laserdiode anzusteuern. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist das Laseransteuerungsmodul so konfiguriert, dass es ein impulsmoduliertes Signal in einem Frequenzbereich von ca. 50 bis 300 MHz erzeugt.
Der MEMS-Scannerspiegel 251 ist so konfiguriert, dass er den Laserstrahl durch die Apertur auf eine bestimmte Stelle projiziert. Der MEMS-Scannerspiegel 251 bearbeitet beispielsweise ein Pixel zu einer bestimmten Zeit an einer bestimmten Stelle entsprechend einem Pixel eines Bilds. Bei einer hohen Frequenz erzeugen Pixel, die vom MEMS-Scannerspiegel 251 projiziert werden, Bilder.
Der MEMS-Scannerspiegel 251 empfängt Licht von der Laserquelle durch den Spiegel 252. Wie gezeigt ist, ist der Spiegel 252 in der Nähe der Laserquelle angeordnet. Unter anderem ist das optische Element so ausgelegt, dass es den Laserstrahl auf den MEMS-Scannerspiegel 251 richtet.
Selbstverständlich kann das Projektionssystem 250 auch andere Komponenten aufweisen, z. B. eine Stromquelle, die mit der Laserquelle und dem MEMS-Scannerspiegel 251 elektrisch verbunden ist. Andere Komponenten können einen Pufferspeicher, eine Kommunikationsschnittstelle, eine Netzwerkschnittstelle, etc. aufweisen.
Wie oben beschrieben ist, ist die Laserlichtquelle eine Schlüsselkomponente des Projektionssystems 250. Im Gegensatz zu herkömmlichen Projektionssystemen verwenden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hocheffiziente Laserdioden. Bei einer bestimmten Ausführungsform arbeitet die blaue Laserdiode in einem lateralen Einzelmodus. Die blaue Laserdiode ist zum Beispiel durch eine Spektralbreite Von ca. 0,5 nm bis 2 nm gekennzeichnet. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die blaue Laserdiode ausgestaltet, um in tragbare Anwendungen wie beispielsweise eingebettete und begleitende Picoprojektoren integriert zu werden und hat eine Ausgangsleistung von 60 mW bei einem 445 nm Einzelmodus in einem kompakten T0-38 Gehäuse. Die blauen Laser arbeiten zum Beispiel mit hoher Effizienz und benötigen minimalen Stromverbrauch über einen weiten Temperaturbereich, womit sie den Bedarf an Projektionsdisplays für Verbraucher, Laserpointern und Beleuchtungseinrichtungen zur Verteidigung, biomedizinischen Instrumenten und Therapiegeräten und industriellen Abbildungsanwendungen erfüllen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen basieren blaue Laser auf der Indium Gallium Nitrid (InGaN) Halbleitertechnik und werden aus GaN-Substraten hergestellt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die blauen und grünen Laserdioden unter Verwendung von GaN-Material hergestellt. Die blaue Laserdiode kann semipolar oder nicht polar sein. Ähnlich kann die grüne Laserdiode semipolar oder nicht polar sein. Die rote Laserdiode kann zum Beispiel unter Verwendung von GaAlInP-Material hergestellt werden. Die folgenden Kombinationen von Laserdioden werden zum Beispiel bereitgestellt, aber es könnte auch andere geben:

– Blau polar + Grün nicht polar + Rot* AlInGaP
– Blau polar + Grün semipolar + Rot* AlInGaP
– Blau polar + Grün polar + Rot* AlInGaP
– Blau semipolar + Grün nicht polar + Rot* AlInGaP
– Blau semipolar + Grün semipolar + Rot* AlInGaP
– Blau semipolar + Grün polar + Rot* AlInGaP
– Blau nicht polar + Grün nicht polar + Rot* AlInGaP
– Blau nicht polar + Grün semipolar + Rot* AlInGaP
– Blau nicht polar + Grün polar + Rot* AlInGaP

Blaue und grüne Laserdioden können beispielsweise auf der m-Ebene hergestellt werden. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist eine blaue oder grüne Laserdiode ein Substratelement aus Galliumnitrid auf, das eine abgeschnittene kristalline Oberflächenregion der m-Ebene hat. Bei einer bestimmten Ausführungsform hegt dieser Schnittwinkel zwischen –2,0 and –0,5 Grad in Richtung der c-Ebene. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist das Substratelement aus Galliumnitrid ein GaN-Massesubstrat, das durch eine semipolare oder nicht polare kristalline Oberflächenregion gekennzeichnet ist, kann jedoch auch anders vorliegen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das GaN-Massesubstrat Stickstoff auf und hat eine Oberflächen-Versetzungsdichte unter 10⁵ cm^–2. Das Nitridkristall oder -wafer kann Al_xIn_y-Ga_1-x-yN, aufweisen, wobei 0 ≤ x, y, x + y ≤ 1 gilt. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Nitridkristall GaN auf, kann jedoch auch Anderes aufweisen. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen hat das GaN-Substrat gewindeförmige Versetzungen in einer Konzentration zwischen ca. 10⁵ cm^–2 und ca. 10⁸ cm^–2 in einer Richtung, die in Bezug zur Oberfläche im Wesentlichen orthogonal oder schräg ist. Als Folge der orthogonalen oder schrägen Ausrichtung der Versetzungen liegt die Oberflächen-Versetzungsdichte unter ca. 10⁵ cm^–2. Bei einer bestimmten Ausführungsform kann die Vorrichtung auf einem leicht abgeschnittenen semipolaren Substrat hergestellt sein.
Bei einer bestimmten Ausführungsform, bei der der Laser auf der semipolaren GaN-Oberflächenausrichtung der hergestellt wird, weist die Vorrichtung einen Laserstreifenbereich auf, der so gebildet ist, dass er einen Teil des abgeschnittenen Oberflächenbereichs kristalliner Ausrichtung überlagert. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der Laserstreifenbereich durch eine Resonatorausrichtung im Wesentlichen in einer Verlängerung einer c-Richtung gekennzeichnet, die im Wesentlichen senkrecht zur a-Richtung ist. Bei einer bestimmten Ausführungsform hat der Laserstreifenbereich ein erstes Ende und ein zweites Ende. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Laserresonator in einer Verlängerung der c-Richtung ausgerichtet auf einem gallium- und stickstoffhaltigen Substrat ausgebildet, wobei am Ende des Resonators ein Paar von gespaltenen Spiegelstrukturen vorliegt. Selbstverständlich gibt es andere Variationen, Modifizierungen und Alternativen.
Bei einer bestimmten Ausführungsform, bei der der Laser auf der nicht polaren GaN-Oberflächenausrichtung der m-Ebene hergestellt wird, weist die Vorrichtung einen Laserstreifenbereich auf, der so gebildet ist, dass er einen Teil des abgeschnittenen Oberflächenbereichs kristalliner Ausrichtung überlagert. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der Laserstreifenbereich durch eine Resonatorausrichtung im Wesentlichen in c-Richtung gekennzeichnet, die im Wesentlichen senkrecht zur a-Richtung ist, Bei einer bestimmten Ausführungsform hat der Laserstreifenbereich ein erstes Ende und ein zweites Ende. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Laserresonator in c-Richtung ausgerichtet auf einem gallium- und stickstoffhaltigen Substrat der m-Ebene ausgebildet, wobei am Ende des Resonators ein Paar von gespaltenen Spiegelstrukturen vorliegt, Selbstverständlich gibt es andere Variationen, Modifizierungen und Alternativen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Vorrichtung eine erste gespaltene Facette, die am ersten Ende des Laserstreifenbereichs vorgesehen ist, und eine zweite gespaltene Facette, die am zweiten Ende des Laserstreifenbereichs vorgesehen ist. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist die erste gespaltene Facette im Wesentlichen parallel zu der zweiten gespaltenen Facette. Spiegeloberflächen sind auf jeder der gespaltenen Oberflächen ausgebildet. Die erste gespaltene Facette weist eine erste Spiegeloberfläche auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Spiegeloberfläche durch ein Ritz– und Brechverfahren mit unterbrochenem Ritzen auf der Oberseite bereitgestellt. Das Ritzverfahren kann beliebige geeignete Techniken einsetzen, beispielsweise Diamantritzen oder Laserritzen oder Kombinationen davon. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist die erste Spiegeloberfläche eine reflektierende Beschichtung auf. Die reflektierende Beschichtung ist ausgewählt aus Siliziumdioxid, Hafnium und Titanium, Tantalpentoxid, Zirkonium, einschließlich Kombinationen, und dergleichen. Je nach Ausführungsform kann die erste Spiegeloberfläche auch eine Entspiegelung aufweisen. Selbstverständlich gibt es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen.
Auch weist bei einer bevorzugten Ausführungsform die zweite gespaltene Facette eine zweite Spiegeloberfläche auf. Die zweite Spiegeloberfläche wird durch ein Ritz- und Brechverfahren mit unterbrochenem Ritzen auf der Oberseite bereitgestellt. Bevorzugt erfolgt das Ritzen durch Diamantritzen oder Laserritzen oder dergleichen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist die zweite Spiegeloberfläche eine reflektierende Beschichtung auf, z. B. aus Siliziumdioxid, Hafnium und Titanium, Tantalpentoxid, Zirkonium, einschließlich Kombinationen, und dergleichen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist die zweite Spiegeloberfläche eine Entspiegelung auf. Selbstverständlich gibt es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen.
Bei einer bestimmten Ausführungsform hat der Laserstreifen eine Länge und eine Breite. Die Länge reicht von ca. 50 Mikrometer bis ca. 3000 Mikrometer. Der Streifen hat auch eine Breite, die von ca. 0,5 Mikrometer bis ca. 50 Mikrometer reicht, jedoch auch eine andere Größe haben kann. Bei einer bestimmten Ausführungsform hat die Breite im Wesentlichen eine konstante Größe, obwohl leichte Variationen vorliegen können. Die Breite und die Länge werden häufig mittels eines Maskierungs- und Ätzverfahrens, die im Stand der Technik gewöhnlich verwendet werden, ausgebildet.
Bei einer bestimmten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine alternative Vorrichtungsstruktur bereit, die bei einer Ridge-Laser-Ausführungsform Licht von 501 nm und mehr aussenden kann. Die Vorrichtung ist mit einem oder mehreren der folgenden epitaxial gezüchteten Elemente versehen, jedoch nicht darauf beschränkt:
einer n-GaN Umhüllungsschicht mit einer Dicke von 100 nm bis 5000 nm mit einem Si-Dotierungsniveau von 5E17 bis 3E18 cm–3
einer n-seitigen SCH-Schicht aus InGaN mit einer molaren Fraktion von Indium zwischen 3% und 10% und einer Dicke von 20 bis 100 nm
mehreren aktiven Quantentopf-Bereichsschichten aus wenigstens zwei 2,0–8,5 nm InGaN Quantentöpfen, die durch dünne GaN-Barrieren von 2,5 nm und mehr, und wahlweise bis zu 8 nm, getrennt sind
einer p-seitigen SCH-Schicht aus InGaN mit einer molaren Fraktion von Indium zwischen 1% und 10% und einer Dicke von 15 nm bis 100 nm
einer Elektronenblockierschicht aus AlGaN mit einer molaren Fraktion von Aluminium zwischen 12% und 22% und einer Dicke von 5 nm bis 20 nm, dotiert mit Mg
einer p-GaN Umhüllungsschicht mit einer Dicke von 400 nm bis 1000 nm mit einem Mg-Dotierungsniveau von 2E17cmm–3 bis 2E19cm–3
einer p++-GaN Kontaktschicht mit einer Dicke von 20 nm bis 40 nm mit einem Mg-Dotierungsniveau von 1E19 cm–3 bis 1E21 cm–3.
Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die Laservorrichtung aus einem semipolaren Ga-enthaltenden Substrat hergestellt. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die Laservorrichtung auch aus anderen Substratarten, z. B. einem nicht polar ausgerichteten Ga-enthaltenden Substrat hergestellt werden kann.
Obwohl Lichtquellen, die auf roten, grünen und blauen Farbquellen basieren, weit verbreitet sind, sind andere Kombinationen ebenso möglich. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kombiniert die in einem Projektionssystem verwendete Lichtquelle eine gelbe Lichtquelle mit den roten, grünen und blauen Lichtquellen. Beispielsweise verbessert das Hinzufügen von gelben Lichtquellen die Farbeigenschaften (ermöglicht zum Beispiel eine breitere Farbskala) von RBG-basierten Projektions- und Anzeigesystemen. Bei einer bestimmten Ausführungsform wird eine RGYB-Lichtquelle für ein Projektionssystem verwendet. Die gelbe Lichtquelle kann eine gelbe Laserdiode sein, die aus Galliumnitridmaterial oder AlInGaP-Material hergestellt ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die gelbe Lichtquelle eine polare, nicht polare oder semipolare Ausrichtung haben. Es wird angemerkt, dass Projektionssysteme gemäß der vorliegenden Erfindung auch Lichtquellen in anderen Farben verwenden können. Andere Farben schließen zum Beispiel Zyan, Magenta und weitere ein. Bei einer bestimmten Ausführungsform sind die Laserdioden der verschiedenen Farben getrennt angeordnet. Bei einer anderen bestimmten Ausführungsform sind die Laserdioden von zwei oder mehr der verschiedenen Farben zusammen angeordnet. Bei einer noch anderen Ausführungsform sind die Laserdioden von zwei oder mehr verschiedenen Farben auf demselben Substrat hergestellt.
2A ist eine detaillierte Querschnittsansicht einer Laservorrichtung 200, die auf einem Substrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Dieses Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt, dass andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen möglich sind. Wie gezeigt ist, weist die Laservorrichtung ein Galliumnitridsubstrat 203 auf, das einen darunter liegenden Metall-Stützkontaktbereich 201 des n-Typs hat. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der Metall-Stützkontaktbereich aus einem geeigneten Material wie z. B. den unten angegebenen und anderen hergestellt. Weitere Einzelheiten zum Kontaktbereich gehen aus der vorliegenden Beschreibung und insbesondere aus dem Nachstehenden hervor.
Bei einer bestimmten Ausführungsform weist die Vorrichtung auch eine darüber liegende Galliumnitridschicht des n-Typs 205, einen aktiven Bereich 207 und eine darüber liegende Galliumnitridschicht des p-Typs auf, ausgebildet als Laserstreifenbereich 209. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist jeder dieser Bereiche unter Verwendung wenigstens einer epitaxialen Abscheidungstechnik der metallorganischen Gasphasenabscheidung (Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD), der Molekularstrahlepitaxie (Molecular Beam Epitaxy; MBE), oder anderen epitaxialen Wachstumstechniken, die für GaN-Wachstum geeignet sind, hergestellt. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die Epitaxieschicht eine hochwertige Epitaxieschicht, die über der Galliumnitridschicht des n-Typs liegt. Bei einigen Ausführungsformen ist die hochwertige Schicht dotiert, zum Beispiel mit Si oder 0, um ein Material des n-Typs zu bilden, wobei die Dotierungskonzentration zwischen ca. 10¹⁶ cm^–3 and 10²⁰ cm^–3 beträgt.
Bei einer bestimmten Ausführungsform ist eine Al_uIn_vGa_1-u-vN-Schicht des n-Typs auf dem Substrat abgeschieden, wobei 0 ≤ u, v, u + v ≤ 1 gilt. Bei einer bestimmten Ausführungsform kann die Trägerkonzentration im Bereich zwischen ca. 10¹⁶ cm^–3 and 10²⁴ cm^–3 liegen. Die Abscheidung kann unter Verwendung von MOCVD oder MBE durchgeführt werden. Selbstverständlich kann es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen geben.
Als Beispiel wird das GaN-Massesubstrat auf einem Suszeptor in einem MOCVD-Reaktor platziert. Nach dem Schließen, Evakuieren und Wiederauffüllen des Reaktors (oder unter Verwendung einer Ladesicherungskonfiguration) auf Atmosphärendruck wird der Suszeptor auf eine Temperatur zwischen 900 und 1200 Grad Celsius in Anwesenheit eines stickstoffhaltigen Gases erhitzt. Bei einer bestimmten Ausführungsform wird der Suszeptor auf ca. 1100 Grad Celsius unter flüssigem Ammoniak erhitzt. Ein Fluss eines galliumenthaltenden metallorganischen Precursors, beispielsweise Trimethylgallium (TMG) oder Triethylgallium (TEG) wird, in einem Trägergas, angeregt, mit einer Gesamtrate zwischen ca. 1 und 50 Standard-Kubikzentimeter pro Minute (sccm). Das Trägergas kann Wasserstoff, Helium, Stickstoff oder Argon aufweisen. Das Verhältnis der Fließrate des Precursors der Gruppe V (Ammoniak) zu dem des Precursors der Gruppe III (Trimethylgallium, Triethylgallium, Trimethylindium, Trimethylaluminium) während des Wachstums liegt zwischen ca. 2000 und ca. 12000. Ein Fluss von Disilan in einem Trägergas, mit einer Gesamtflussrate zwischen ca. 0,1 und 10 sccm, wird angeregt.
Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der Laserstreifenbereich aus der Galliumnitridschicht 209 des p-Typs gebildet. Bei einer bestimmten Ausführungsform wird der Laserstreifen durch einen Ätzprozess bereitgestellt, der aus Trockenätzen oder Nassätzen ausgewählt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ätzen trocken, kann jedoch auch anders sein. Beispielsweise ist das Trockenätzverfahren ein induktiv gekoppelter Prozess, der chlorenthaltende Stoffe verwendet, oder ein reaktiver Ionenätzprozess, der ähnliche chemische Eigenschaften verwendet. Wiederum beispielsweise sind die chlorenthaltenden Stoffe gewöhnlich aus Chlorgas oder ähnlichem abgeleitet. Die Vorrichtung hat auch einen darüber liegenden dielektrischen Bereich, der einen Kontaktbereich 213 freilegt. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der dielektrische Bereich ein Oxid wie z. B. Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid, kann jedoch auch anders vorliegen. Der Kontaktbereich ist mit einer darüber liegenden Metallschicht 215 verbunden. Die darüber liegende Metallschicht ist eine Mehrlagenstruktur, die Palladium und Gold (Pd/Au), Platin und Gold (Pt/Au), Nickel und Gold (Ni/Au) enthält, kann jedoch auch anders vorliegen. Selbstverständlich gibt es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen.
Bei einer bestimmten Ausführungsform hat die Laservorrichtung einen aktiven Bereich 207. Der aktive Bereich kann einen bis zwanzig Quantentopfbereiche gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen aufweisen. Als Beispiel wird nach der Abscheidung der Al_uIn_vGa_1-u-vN-Schicht des n-Typs über einen vorgegebenen Zeitraum, um eine vorgegebene Dicke zu erreichen, eine aktive Schicht abgeschieden. Die aktive Schicht kann aus mehreren Quantentöpfen, mit 2–10 Quantentöpfen, bestehen. Die Quantentöpfe können aus InGaN mit trennenden GaN-Grenzschichten aufgebaut sein. Bei anderen Ausführungsformen weisen die Quantentopfschichten und Grenzschichten Al_wIn_xGa_1-w-xN bzw. Al_yIn_zGa_1-y-zN auf, wobei 0 ≤ w, x, y, z, w + x, y + z ≤ 1 gilt, wobei w < u, y und/oder x > v, z gilt, so dass die Bandlücke der Topfschicht(en) kleiner ist, als diejenige der Grenzschicht(en) und der Schicht des n-Typs. Die Topfschichten und die Grenzschichten können jeweils eine Dicke zwischen ca. 1 nm und ca. 20 nm haben. Die Zusammensetzung und die Struktur der aktiven Schicht sind so gewählt, dass sie bei einer vorausgewählten Wellenlänge Lichtemission bereitstellen. Die aktive Schicht kann undotiert (oder unabsichtlich dotiert) belassen werden, oder kann mit n-Typ oder p-Typ dotiert werden. Selbstverständlich gibt es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen.
Bei einer bestimmten Ausführungsform kann der aktive Bereich auch einen Elektronenblockierbereich und eine getrennte Beschränkungs-Heterostruktur aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen wird bevorzugt eine Elektronenblockierschicht abgeschieden. Die Elektronenblockierschicht kann Al_sIn_tGa_1-s-tN aufweisen, wobei 0 ≤ s, t, s + t ≤ 1 gilt, mit einer größeren Bandlücke als die aktive Schicht, und kann vom n-Typ dotiert sein. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist die Elektronenblockierschicht AlGaN auf. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Elektronenblockierschicht eine AlGaN/GaN Supergitterstruktur auf, die abwechselnde Schichten von AlGaN und GaN, jede mit einer Dicke zwischen ca. 0,2 nm und ca. 5 nm, enthält. Selbstverständlich gibt es andere Varianten, Modifizierungen und Alternativen.
Wie erwähnt, wird die Galliumnitridstruktur des p-Typs auf der Elektronenblockierschicht und der/den aktiven Schicht(en) abgeschieden. Die Schicht des p-Typs kann bis zu einem Grad von zwischen 10 cm^–3 and 10²² cm^–3 mit Mg dotiert sein und kann eine Dicke zwischen ca. 5 nm und ca. 1000 nm haben. Die äußeren 1–50 nm der Schicht des p-Typs können stärker dotiert sein, als der Rest der Schicht, um einen verbesserten elektrischen Kontakt zu ermöglichen. Bei einer bestimmten Ausführungsform wird der Laserstreifen durch einen aus Trockenätzen oder Nassätzen ausgewählten Ätzprozess hergestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ätzprozess trocken, kann jedoch auch anders sein. Die Vorrichtung hat auch einen darüber liegenden dielektrischen Bereich, der einen Kontaktbereich 213 freilegt. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist der dielektrische Bereich ein Oxid wie z. B. Siliziumdioxid, kann jedoch auch anders vorliegen, beispielsweise als Siliziumnitrid. Selbstverständlich gibt es andere Variationen, Modifizierungen und Alternativen.
Es ist selbstverständlich, dass die Lichtquelle des Projektors 250 auch eine oder mehrere LEDs aufweisen kann. 2B ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Projektor mit LED-Lichtquellen zeigt. Dieses Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Als Beispiel sind die blauen und grünen LEDs aus Material hergestellt, das Galliumnitrid enthält. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die blaue LED durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet. Bei einer anderen Ausführungsform ist die blaue LED durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet.
3 ist eine alternative Darstellung eines Projektionsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. In 3 weist ein Projektionsgerät einen MEMS-Scannerspiegel, einen Spiegel, ein Lichtumwandlungselement, eine rote Laserdiode, eine blaue Diode und eine grüne Laserdiode auf. Die blauen und grünen Laserdioden sind wie gezeigt als ein einziges Paket integriert. Der blaue und der grüne Laser teilen sich beispielsweise dasselbe Substrat und dieselbe Oberfläche. Der Ausgang aus den blauen und grünen Laserdioden wird aus einer gemeinsamen Ebene der Oberfläche ausgesendet. Es wird angemerkt, dass durch die Tatsache, dass die blauen und grünen Laserdioden zusammen angeordnet sind, es möglich ist, die Größe und die Kosten (z. B. weniger Teile) des Projektorgeräts wesentlich zu reduzieren.
Außerdem sind die grünen und blauen Laserdioden durch hohe Effizienz gekennzeichnet. Die blauen und grünen Laserdioden sind beispielsweise aus Galliumnitrid-Massematerial hergestellt. Die blaue Laserdiode kann nicht polar oder semipolar ausgerichtet sein. Die grünen Laserdioden können ähnlich nicht polar oder semipolar sein. Es sind beispielsweise die folgenden Kombinationen von Laserdioden vorgesehen, aber es könnte auch andere geben

Bei einer Ausführungsform ist die grüne Laserdiode durch eine Wellenlänge von 480 nm bis 540 nm gekennzeichnet, die sich von herkömmlichen Projektionsgeräten unterscheidet, die eine infrarote Laserdiode (d. h. eine Emissionswellenlänge von ca. 1060 nm) und SHG zur Frequenzverdopplung verwenden.
3A ist ein vereinfachtes Diagramm, das Laserdioden zeigt, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen angeordnet sind. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 3A gezeigt ist, sind zwei Laserdioden auf einer einzigen Einheit vorgesehen. Der Laser 1 ist beispielsweise in einer blauen Laserdiode gezeigt und der Laser 2 ist eine grüne Laserdiode. Zum Kombinieren der Ausgänge der Laser kann eine Optik verwendet werden.
Der Ausgang der beiden in 3A gezeigten Laser kann auf verschiedene Art und Weise kombiniert werden. Beispielsweise können optische Elemente wie dichromatische Linsen, Wellenleiter, verwendet werden um die Ausgänge des Lasers 1 und des Lasers 2, die gezeigt sind, zu kombinieren.
Bei anderen Ausführungsformen sind blaue und grüne Laserdioden monolithisch integriert. 3B ist ein Diagramm, das einen Querschnitt eines aktiven Bereichs mit abgestufter Emissionswellenlänge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 3B gezeigt ist, werden beispielsweise aktive Bereiche mit verschiedenen Emissionsgradienten verwendet. Rippenwellenleiter an verschiedenen Abschnitten des aktiven Bereichs sind dazu ausgelegt, unterschiedliche Wellenlängen auszusenden.
3C ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Querschnitt mehrerer aktiver Bereiche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Unter anderem ist jeder aktive Bereich mit einer bestimmten Wellenlänge assoziiert.
Selbstverständlich kann die Lichtquelle des Projektors 300 auch eine oder mehrere LEDs aufweisen. 3D ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Projektor mit LED-Lichtquellen zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Beispielsweise werden die blauen und grünen LEDs aus Material hergestellt, das Galliumnitrid enthält. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die blaue LED durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet. Bei einer anderen Ausführungsform ist die blaue LED durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet.
4 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein Projektionsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 4 gezeigt ist, sind die blauen, grünen und roten Laserdioden in einer Lichtquelle 401 integriert. Die Lichtquelle 401 kombiniert die Ausgänge jeder der Laserdioden. Das kombinierte Licht wird auf den Spiegel projiziert, der das kombinierte Licht auf den MEMS-Scannerspiegel reflektiert. Es wird angemerkt, dass durch das Vorsehen der Laserdioden in derselben Einheit sowohl die Größe als auch die Kosten der Lichtquelle 401 reduziert werden können. Es sind beispielsweise die folgenden Kombinationen von Laserdioden vorgesehen, aber es könnte auch andere geben:

4A ist ein vereinfachtes Diagramm, das Laserdioden zeigt, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer einzigen Einheit integriert sind. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Der Laser 1 kann beispielsweise eine grüne Laserdiode sein, der Laser 2 kann eine rote Laserdiode sein und der Laser 3 kann eine blaue Laserdiode sein. Je nach Anwendung kann die grüne Laserdiode aus einem semipolaren, nicht polaren oder polaren galliumenthaltenden Substrat hergestellt sein. Ähnlich kann die blaue Laserdiode aus einem semipolaren, nicht polaren oder polaren galliumenthaltenden Substrat hergestellt sein.
Es wird angemerkt, dass verschiedene Projektionssysteme gemäß der vorliegenden Erfindung einen weiten Anwendungsbereich haben. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die oben beschriebenen Projektionssysteme in Mobiltelefonen, Kameras, Personalcomputern, tragbaren Computern und anderen elektronischen Geräten integriert.
5 ist ein vereinfachtes Diagramm eines DLP-Projektionsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 5 gezeigt ist, weist ein Projektionsgerät unter anderem eine Lichtquelle, eine Kondensorlinse, ein Farbrad, eine Formungslinse und eine Digital Light Processing (DLP) Platine und eine Projektionslinse auf. Die DLP-Platine weist unter anderem einen Prozessor, einen Speicher und eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (Digital Micro-Mirror Device (DMD) auf.
Beispielsweise kann das Farbrad Phosphormaterial aufweisen, das die Farbe des aus der Lichtquelle ausgesendeten Lichts verändert. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, die jeweils einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entsprechen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die blaue und rote Lichtquellen aufweist. Das Farbrad weist einen Schlitz für das blaue Licht und einen phosphorenthaltenden Bereich zum Umwandeln des blauen Lichts in grünes Licht auf. Im Betrieb liefert die blaue Lichtquelle (z. B. die blaue Laserdiode oder blaue LED) blaues Licht durch den Schlitz und regt grünes Licht aus dem phosphorenthaltenden Bereich an. Die rote Lichtquelle liefert separat rotes Licht. Das grüne Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das grüne Licht durch eine Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Das durch den Schlitz durchgegangene blaue Licht wird ebenfalls an die Mikroanzeige geleitet. Die blaue Lichtquelle kann eine Laserdiode und/oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. In einigen Fällen könnten durch das Kombinieren von blauen Lasern und blauen LEDs die Farbeigenschaften verbessert werden. Andere Quellen für das grüne Licht könnten grüne Laserdioden und/oder grüne LEDs umfassen, die aus nicht polaren oder semipolaren Ga-enthaltenden Substraten hergestellt sein könnten. Bei einigen Ausführungsformen könnte es von Vorteil sein, eine Kombination aus LEDs, Lasern und durch Phosphor umgewandeltes grünes Licht vorzusehen. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Als weiteres Beispiel kann das Farbrad mehrere Phosphormaterialien enthalten. Beispielsweise kann das Farbrad sowohl grüne als auch rote Phosphore in Kombination mit einer blauen Lichtquelle aufweisen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die eine blaue Lichtquelle aufweist. Das Farbrad weist einen Schlitz für das blaue Laserlicht und zwei phosphorenthaltende Bereiche zum Umwandeln von blauem Licht in grünes Licht bzw. von blauem Licht in rotes Licht auf. Im Betrieb liefert die blaue Lichtquelle (z. B. die blaue Laserdiode oder blaue LED) blaues Licht durch den Schlitz und regt grünes Licht und rotes Licht aus den phosphorenthaltenden Bereichen an. Das grüne und rote Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das grüne und rote Licht von einer Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Die blaue Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Als weiteres Beispiel kann das Farbrad blaue, grüne und rote Phosphormaterialen aufweisen. Das Farbrad kann beispielsweise blaue, grüne und rote Phosphore in Kombination mit einer ultravioletten (UV) Lichtquelle aufweisen. Bei einer bestimmten Ausführungsform weist das Farbrad mehrere Bereiche auf, wobei jeder der Bereiche einer bestimmten Farbe (z. B. rot, grün, blau, etc.) entspricht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist ein Projektor eine Lichtquelle auf, die eine UV-Lichtquelle aufweist. Das Farbrad weist drei phosphorenthaltende Bereiche zum Umwandeln von UV-Licht in blaues Licht, UV-Licht in grünes Licht, bzw. UV-Licht in rotes Licht auf. Im Betrieb sendet das Farbrad nacheinander blaues, grünes und rotes Licht aus den phosphorenthaltenden Bereichen aus. Das blaue, grüne und rote Licht aus dem Phosphor kann durch das Farbrad übertragen oder davon zurückreflektiert werden. In jedem Fall wird das blaue, grüne und rote Licht von einer Optik gesammelt und an die Mikroanzeige zurückgeleitet. Die UV-Lichtquelle kann eine Laserdiode oder LED sein, die aus nicht polar oder semipolar ausgerichtetem GaN hergestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass andere Kombinationen von Farblichtquellen und deren Farbrädern möglich sind.
Die gezeigte Lichtquelle könnte laserbasiert sein. Bei einer Ausführungsform ist der Ausgang aus der Lichtquelle ein Laserstrahl, der durch eine im Wesentlichen weiße Farbe gekennzeichnet ist. Bei einer Ausführungsform kombiniert die Lichtquelle den Lichtausgang aus blauen, grünen und roten Laserdioden. Beispielsweise können die blauen, grünen und roten Laserdioden wie oben beschrieben in einer einzigen Einheit integriert sein. Weitere Kombinationen sind ebenso möglich. Beispielsweise teilen sich blaue und grüne Laserdioden eine einzige Einheit, während die rote Laserdiode für sich selbst angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform können die Laser einzeln eingestellt werden, so dass die Farbe zeitlich nacheinander ausgegeben wird und daher kein Bedarf an einem Farbrad besteht. Die blaue Laserdiode kann polar, semipolar und nicht polar sein. Ähnlich kann die grüne Laserdiode polar, semipolar und nicht polar sein. Die blauen und/oder grünen Dioden sind beispielsweise aus Massesubstrat gefertigt, das Galliumnitridmaterial enthält. Die folgenden Kombinationen von Laserdioden werden zum Beispiel bereitgestellt, aber es könnte auch andere geben:

In 5 verwendet das DLP-Projektionssystem ein Farbrad, um jeweils eine Farbe (z. B. rot, grün oder blau) von Licht auf die DMD zu projizieren. Das Farbrad wird benötigt, weil die Lichtquelle kontinuierlich weißes Licht erzeugt. Es wird angemerkt, dass, weil bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Festkörpervorrichtungen als Lichtquelle verwendet werden, ein DLP-Projektor gemäß der vorliegenden Erfindung das in 5 gezeigte Farbrad nicht benötigt. 5A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen DLP-Projektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Lichtquelle eine einzige Laserdiode auf. Die Lichtquelle weist beispielsweise eine blaue Laserdiode auf, die blaue Laserstrahlen ausgibt. Die Lichtquelle weist auch ein oder mehrere optische Elemente auf, die die blaue Farbe des Laserstrahls verändern. Das eine oder die mehreren optischen Elemente enthalten beispielsweise Phosphormaterial. Der Laserstrahl regt das Phosphormaterial an, um eine im Wesentlichen weiße Strahlungsquelle zu bilden, die die Lichtquelle für das Projektionsdisplay wird. Bei dieser Ausführungsform wird ein Farbrad benötigt, um die blauen, grünen und roten Frames der Reihe nach an den DLP auszugeben.
Ein Projektionssystem 500 weist eine Lichtquelle 501, eine Lichtquellen-Steuereinrichtung 502, ein optisches Element 504 und einen DLP-Chip 505 auf. Die Lichtquelle 501 ist so konfiguriert, dass sie ein Farblicht durch das optische Element 503 an die DMD 503 ausgibt. Insbesondere weist die Lichtquelle 501 Farblaserdioden auf. Beispielsweise weisen die Laserdioden rote Laserdioden, blaue Laserdioden und grüne Laserdioden auf. In vorgegebenen Zeitabständen wird eine einzelne Laserdiode aktiviert, während die anderen Laserdioden deaktiviert sind, wodurch ein einziger Farblaserstrahl an die DMD 503 ausgesendet wird. Die Lichtquellen-Steuereinrichtung 502 liefert ein Steuersignal an die Lichtquelle 501, um die Laserdioden basierend auf einer vorgegebenen Frequenz und Abfolge zu aktivieren und zu deaktivieren. Das Schalten der Laserdioden ist ähnlich der Funktion des in 5 gezeigten Farbrads.
6 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein 3-Chip DLP Projektjonssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 6 gezeigt ist, weist das 3-Chip DLP-Projektionssystem eine Lichtquelle, eine Optik und mehrere DMDs sowie ein Farbradsystem auf. Wie gezeigt ist, ist jede der DMDs mit einer bestimmten Farbe assoziiert.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der weiße Lichtstrahl einen im Wesentlichen weißen Laserstrahl auf, der von der Lichtquelle bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform ist der Ausgang aus der Lichtquelle ein Laserstrahl, der durch eine im Wesentlichen weiße Farbe gekennzeichnet ist. Bei einer Ausführungsform kombiniert die Lichtquelle Licht, das von blauen, grünen und roten Laserdioden ausgegeben wird. Die blauen, grünen und roten Laserdioden können beispielsweise wie oben beschrieben in einer einzigen Einheit integriert sein. Andere Kombinationen sind ebenso möglich. Beispielsweise teilen sich die blauen und gründen Laserdioden eine einzige Einheit, während die rote Laserdiode für sich selbst angeordnet ist. Die blaue Laserdiode kann polar, semipolar und nicht polar sein. Ähnlich kann die grüne Laserdiode polar, semipolar und nicht polar sein. Blaue und/oder grüne Dioden werden beispielsweise aus Massesubstrat hergestellt, das Galliumnitridmaterial enthält. Es sind beispielsweise die folgenden Kombinationen von Laserdioden vorgesehen, aber es könnte auch andere geben:

Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Lichtquelle eine einzige Laserdiode auf. Die Lichtquelle weist zum Beispiel eine blaue Laserdiode auf, die blaue Laserstrahlen ausgibt. Die Lichtquelle weist auch ein oder mehrere optische Elemente auf, die die blaue Farbe des Laserstrahls verändern. Das eine oder die mehreren optischen Elemente weisen beispielsweise Phosphormaterial auf.
Es wird angemerkt, dass die Lichtquelle Laserdioden und/oder LEDs aufweisen kann. Bei einer Ausführungsform weist die Lichtquelle Laserdioden in verschiedenen Farben auf. Die Lichtquelle kann zum Beispiel zusätzlich Phosphormaterial enthalten, um das von den Laserdioden ausgesendete Licht zu verändern. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Lichtquelle eine oder mehrere Farb-LEDs auf. Bei einer noch weiteren Ausführungsform weist die Lichtquelle sowohl Laserdioden als auch LEDs auf. Die Lichtquelle kann beispielsweise Phosphormaterial aufweisen, um die Lichtfarbe für Laserdioden und/oder LEDs zu verändern.
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden Laserdioden in 3D-Anzeigeanwendungen verwendet. Typischerweise basieren 3D-Anzeigesysteme auf dem Prinzip des räumlichen Sehens, wobei die Stereoskopie für jede Person, die die Szene betrachtet, eine separate Vorrichtung verwendet, was für das linke und das rechte Auge der Person ein unterschiedliches Bild liefert. Beispiele dieser Technik umfassen Anaglyphenbilder und Polarisationsbrillen. 7 ist ein vereinfachtes Diagramm, das 3D-Anzeige mit Polarisationsbildern zeigt, die durch Polarisationsbrillen gefiltert wurden. Wie gezeigt ist, nehmen das linke Auge und das rechte Auge durch die Polarisationsbrille unterschiedliche Bilder wahr.
Die herkömmlichen Polarisationsbrillen, die typischerweise zirkulare Polarisationsbrillen, die von RealD Cinema^TM verwendet werden, umfassen, haben in vielen Kinos breite Akzeptanz gefunden. Eine andere Art der Bildtrennung wird durch die Interferenzfiltertechnologie bereitgestellt. Beispielsweise bilden spezielle Interferenzfilter in den Brillen und im Projektor die Hauptbestandteile der Technologie und haben ihr ihren Namen gegeben. Die Filter teilen das sichtbare Farbspektrum in sechs enge Bänder auf – zwei im roten Bereich, zwei im grünen Bereich und zwei im blauen Bereich (sie werden in der vorliegenden Beschreibung mit R1, R2, G1, G2, B1 und B2 bezeichnet). Die Bänder R1, G1 und B1 werden für das Bild des einen Auges und die Bänder R2, G2 und B2 für das des anderen Auges verwendet. Das menschliche Auge ist für solche feinen Spektraldifferenzen weitgehend unempfindlich, so dass diese Technik fähig ist, 3D-Bilder in voller Farbe mit nur leichten Farbunterschieden zwischen den beiden Augen zu erzeugen. Manchmal wird diese Technik als „Superanaglyphe” beschrieben, weil sie eine fortschrittliche Form spektralen Multiplexens ist, welches das Herz der herkömmlichen Anaglyphentechnik ist. Bei einem speziellen Beispiel werde die folgenden Wellenlängensätze verwendet:
Linkes Auge: rot 629 nm, grün 532 nm, blau 446 nm
Rechtes Auge: rot 615 nm, grün 518 nm, blau 432 nm
Bei verschiedenen Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionssystem zum Projizieren von 3D-Bildern bereit, wobei Laserdioden verwendet werden, um RGB-Grundfarben bereitzustellen. 8 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein 3D-Projektionssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 8 gezeigt ist, weist ein Projektionssystem einen Projektor 801 auf. Der Projektor 801 ist so konfiguriert, dass er Bilder projiziert, die mit einem Auge (z. B. dem linken Auge) assoziiert sind. Der Projektor 801 weist eine erste Lichtquelle auf. Die erste Lichtquelle weist einen ersten Satz von Laserdioden auf: eine rote Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine blaue Laserdiode. Jede der Laserdioden ist mit einer bestimmten Wellenlänge assoziiert. Beispielsweise ist die rote Laserdiode so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl aussendet, der durch eine Wellenlänge von 629 nm gekennzeichnet ist, die grüne Laserdiode ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl aussendet, der durch eine Wellenlänge von 532 nm gekennzeichnet ist, und die blaue Laserdiode ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl aussendet, der durch eine Wellenlänge von 446 nm gekennzeichnet ist. Selbstverständlich sind andere Wellenlängen ebenso möglich.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die blaue Laserdiode durch eine nicht polare oder semipolare Ausrichtung gekennzeichnet. Die blaue Laserdiode ist beispielsweise aus Substrat hergestellt, das Galliumnitrid enthält. Bei einer bestimmten Ausführungsform ist die blaue Laserdiode aus Massesubstratmaterial hergestellt. Ähnlich kann die grüne Laserdiode ebenfalls aus Substrat hergestellt sein, die Galliumnitrid enthält. Die grüne Laserdiode ist beispielsweise durch eine nicht polare oder semipolare Ausrichtung gekennzeichnet.
Selbstverständlich können auch Farb-LEDs verwendet werden, um Farblicht für die Projektionselemente bereitzustellen. Beispielsweise kann eine rote LED anstelle einer roten Laserdiode verwendet werden, um das rote Licht zu liefern. Ähnlich können LEDs und/oder Laserdioden in verschiedenen Farben austauschbar als Lichtquellen verwendet werden. Phosphormaterial kann verwendet werden, um das von LEDs und/oder Laserdioden ausgesendete Licht zu verändern.
Der Projektor 802 ist so konfiguriert, dass er Bilder projiziert, die mit dem anderen Auge (z. B. dem rechten Auge) assoziiert sind. Die zweite Lichtquelle weist einen zweiten Satz von Laserdioden auf: eine rote Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine blaue Laserdiode. Jede der Laserdioden ist mit einer bestimmten Wellenlänge assoziiert, und jede der Wellenlängen unterscheidet sich von der der entsprechenden Laserdioden der ersten Lichtquelle. Beispielsweise ist die rote Laserdiode so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl aussendet, der durch eine Wellenlänge von 615 nm gekennzeichnet ist, die grüne Laserdiode ist so konfiguriert, dass sie einen Laserstrahl aussendet, der durch eine Wellenlänge von 518 nm gekennzeichnet ist, und die blaue Laserdiode ist so konfiguriert, das sie einen Laserstrahl aussendet, der durch eine Wellenlänge von 432 nm gekennzeichnet ist. Selbstverständlich sind andere Wellenlängen ebenso möglich.
Die in 8 gezeigten Projektoren 801 und 802 sind weit auseinanderliegend angeordnet, aber die beiden Projektoren können selbstverständlich auch in einer Gehäuseeinheit integral angeordnet sein. Außer den Lichtquellen und der Bildquelle weisen die Projektoren eine Optik zum Fokussieren von Bildern von den beiden Projektoren auf denselben Bildschirm auf.
Je nach Art der Anwendung können verschiedene Filtertypen verwendet werden, um projizierte Bilder für Betrachter zu filtern. Bei einer Ausführungsform werden Bandpassfilter verwendet. Ein Bandpassfilter ermöglicht beispielsweise, dass nur ein Satz von RGB-Farbwellenlänge an ein Auge durchgeht. Bei einer anderen Ausführungsform werden Sperrfilter verwendet, wobei die Sperrfilter im Wesentlichen das Durchgehen aller Wellenlängen an ein Auge zulassen, außer einem bestimmten Satz von RGB-Farbwellenlänge. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich.
Bei gewissen Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung ein Flüssigkristall auf Silizium (Liquid Crystal an Silicon; LCOS) Projektionssystem bereit. 9 ist ein vereinfachtes Diagramm, das ein LCOS-Projektionssystem 900 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Diagramm ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche nicht unangemessen einschränken soll. Der Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt viele Varianten, Alternativen und Modifizierungen. Wie in 9 gezeigt ist, liefert eine grüne Laserdiode grünes Licht an das grüne LCOS durch den Teiler 901, eine blaue Laserdiode liefert blaues Laserlicht an das blaue LCOS durch den Teller 903 und eine rote Laserdiode liefert rotes Laserlicht an das rote LCOS durch den Teiler 904. Jedes der LCOS wird verwendet, um Bilder in einer einzigen vorgegebenen Farbe wie von der entsprechenden Laserdiode geliefert zu erzeugen, und das Bild in der einzigen Farbe wird von der x-Würfel-Komponente 902 kombiniert. Das kombinierte Farbbild wird auf die Linse 906 projiziert.
Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die eine oder die mehreren in dem Projektionssystem 900 verwendeten Laserdioden durch eine semipolare oder nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet. Bei einer Ausführungsform sind die Laserdioden aus Massesubstrat gefertigt. Bei einer bestimmten Ausführungsform sind die blauen und grünen Laserdioden aus einem Substrat hergestellt, das Galliumnitrid enthält. Selbstverständlich können auch Farb-LEDs verwendet werden, um Farblicht für die Projektionselemente zu liefern. Zum Beispiel kann eine rote LED anstelle einer roten Laserdiode verwendet werden, um das rote Licht zu liefern. Ähnlich können LEDs und/oder Laserdioden in verschiedenen Farben austauschbar als Lichtquellen verwendet werden. Phosphormaterial kann verwendet werden, um die Lichtfarbe für Licht zu verändern, das von LEDs und/oder Laserdioden ausgesendet wird.
Das LCOS-Projektionssystem 900 weist drei Panels auf. Bei einer alternativen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Projektionssystem mit einem einzigen LCOS-Panel bereit. Rote, grüne und blaue Laserdioden sind aufeinander abgestimmt, wobei rote, grüne und blaue Laserstrahlen auf ein einziges LCOS parallelgerichtet werden. Die Laserdioden sind impulsmoduliert, so dass jeweils nur eine Laserdiode aktiviert wird und das LCOS von einer einzigen Farbe erleuchtet wird. Selbstverständlich benötigen, da Farblaserdioden verwendet werden, LCOS-Projektionssysteme gemäß der vorliegenden Erfindung keine Strahlenteiler, die eine einzige weiße Lichtquelle in Farbstrahlen teilen, wie sie bei herkömmlichen LCOS Projektionssystemen verwendet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind die eine oder die mehreren Laserdioden, die bei dem Projektionssystem mit einem einzigen LCOS verwendet werden, durch semipolare oder nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet. Bei einer Ausführungsform sind die Laserdioden aus Massesubstrat hergestellt. Bei einer bestimmten Ausführungsform sind die blauen und grünen Laserdioden aus Substrat hergestellt, das Galliumnitrid enthält. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die in 9 gezeigte Konfiguration auch in ferroelektrischen Flüssigkristall auf Silizium(Ferroelectric Liquid Crystal an Silicon; FLCOS)-Systemen verwendet. Die in 9 gezeigten Panels können zum Beispiel FLCOS-Panels sein.
Obwohl die bestimmten Ausführungsformen obenstehend vollständig beschrieben worden sind, können verschiedene Modifizierungen, alternative Konstruktionen und Äquivalente verwendet werden. Daher sollten die vorstehende Beschreibung und die Darstellungen nicht so aufgefasst werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken, der durch die angehängten Patentansprüche definiert wird.

Claims

Projektionssystem mit: einer Schnittstelle zum Empfangen von Bildern oder einem Videosignal; einer Lichtquelle mit einer Vielzahl von Laserdioden, wobei die Vielzahl von Laserdioden eine erste Laserdiode aufweist, wobei die erste Laserdiode nicht polar oder semipolar und aus Galliumnitridmaterial hergestellt ist; und einer Stromquelle, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Diode eine blaue Diode ist, die durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Diode eine blaue Diode ist, die durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Diode eine grüne Laserdiode ist, die durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Diode eine grüne Laserdiode ist, die durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist,
Projektionssystem mit: einer Schnittstelle zum Empfangen von Bildern oder einem Videosignal; einer Lichtquelle mit einer oder mehreren LEDs, wobei die eine oder die mehreren LEDs eine erste LED aufweisen, wobei die erste LED nicht polar oder semipolar und aus Galliumnitridmaterial hergestellt ist; und einer Stromquelle, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
Licht-Ansteuerungseinheit mit: einer Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen von Ansteuerungssignalen; einer Lichtquelle mit einer oder mehreren LEDs, wobei die eine oder die mehreren LEDs eine erste LED aufweisen, wobei die erste LED nicht polar oder semipolar und aus Galliumnitridmaterial hergestellt ist; und einer Stromquelle, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
Licht-Ansteuerungseinheit mit: einer Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen von Ansteuerungssignalen; einer Lichtquelle mit einer Vielzahl von Laserdioden, wobei die Vielzahl von Laserdioden eine erste Laserdiode aufweist, wobei die erste Laserdiode nicht polar oder semipolar und aus Galliumnitridmaterial hergestellt ist; und einer Stromquelle, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
Licht-Ansteuerungseinheit nach Anspruch 8, die des Weiteren ein Steuermodul zum selektiven Schalten der Vielzahl von Laserdioden aufweist.
Licht-Ansteuerungseinheit nach Anspruch 8, die des Weiteren ein optisches Element zum Kombinieren der Ausgänge von wenigstens zwei der Vielzahl von Laserdioden aufweist.
Licht-Ansteuerungseinheit mit: einer Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen von Ansteuerungssignalen; einer Lichtquelle mit einer Vielzahl von Leuchtdioden (Light Emitting Diode; LED), wobei die Vielzahl von LEDs eine erste LED aufweist, wobei die LED nicht polar oder semipolar und aus Galliumnitridmaterial hergestellt ist; und einer Stromquelle, die mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.
Projektionsgerät mit: einem Gehäuse mit einer Apertur; einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes; einem Videobearbeitungsmodul; einer Laserquelle, wobei die Laserquelle eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode aufweist, wobei sich die blaue Laserdiode und die grüne Laserdiode eine erste Montagefläche teilen, wobei die grüne Laserdiode eine Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm hat, wobei die Laserquelle so konfiguriert ist, dass sie einen Laserstrahl durch Kombinieren der Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt; einem Laseransteuerungsmodul, das mit der Laserquelle verbunden ist, wobei das Laseransteuerungsmodul so konfiguriert ist, dass es drei Ansteuerungsströme basierend auf einem Pixel von dem einen oder den mehreren Bildframes erzeugt, wobei jeder der drei Ansteuerungsströme ausgelegt ist, um eine Laserdiode anzusteuern; einem MEMS-Scannermodul, das so konfiguriert ist, dass es den Laserstrahl durch die Apertur auf eine bestimmte Stelle projiziert; einem optischen Element, das in der Nähe der Laserquelle vorgesehen ist, wobei das optische Element ausgelegt ist, um den Laserstrahl auf das MEMS-Scannermodul zu richten; und einer Stromquelle, die mit der Laserquelle elektrisch verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei das MEMS-Scannermodul einen fliegenden Spiegelscanner aufweist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei das MEMS-Scannermodul einen Einzellspiegelscanner aufweist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei der Laserstrahl polarisiert ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die blaue Laserdiode in einem einzigen räumlichen Modus arbeitet.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die blaue Laserdiode durch eine Spektralbreite von ca. 0,8 nm bis 2 nm gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die blaue Laserdiode und die grüne Laserdiode aus demselben GaN-Substrat hergestellt sind.
Gerät nach Anspruch 12, wobei das MEMS-Scannermodul eine oder mehrere Ansteuerungsspulen aufweist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei das optische Element einen Spiegel aufweist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die grüne Laserdiode durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die grüne Laserdiode durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die blaue Laserdiode durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die blaue Laserdiode durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die rote Laserdiode GaAlInP-Material aufweist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die Laserquelle einen Wellenleiter zum Kombinieren der Ausgänge aus den grünen und blauen Laserdioden aufweist.
Gerät nach Anspruch 12, wobei die Laserquelle ein oder mehrere dichromatische Filter aufweist.
Projektionsgerät mit: einem Gehäuse mit einer Apertur; einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes; einer Laserquelle, wobei die Laserquelle eine blaue Laserdiode, eine grüne Laserdiode und eine rote Laserdiode aufweist, wobei sich die blaue Laserdiode und die grüne Laserdiode eine erste Montagefläche teilen, wobei die grüne Laserdiode eine Wellenlänge von ca. 490 nm bis 540 nm hat, wobei die Laserquelle so konfiguriert ist, dass sie einen Laserstrahl durch Kombinieren der Ausgänge aus den blauen, grünen und roten Laserdioden erzeugt; einem digitalen Lichtbearbeitungschip mit einer digitalen Spiegelvorrichtung, wobei die digitale Spiegelvorrichtung eine Vielzahl von Spiegeln aufweist, wobei jeder der Spiegel einem oder mehreren Pixeln des einen oder der mehreren Bildframes entspricht; einer Stromquelle, die mit der Laserquelle elektrisch verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 28, das des Weiteren eine Kondensorlinse aufweist.
Gerät nach Anspruch 28, das des Weiteren eine Projektionslinse aufweist.
Gerät nach Anspruch 28, wobei der digitale Lichtbearbeitungschip einen Pufferspeicher aufweist.
Gerät nach Anspruch 28, wobei die grüne Laserdiode durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 28, wobei die blaue Laserdiode durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 28, wobei die grüne Laserdiode durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 28, wobei die blaue Laserdiode durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 28, das eine oder mehrere digitale Spiegelvorrichtungen aufweist.
Projektionsgerät mit: einem Gehäuse mit einer Apertur; einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes; einer Laserquelle mit einer blauen Laserdiode und einem Wellenlängenmodifizierungsmodul, wobei die blaue Laserdiode eine nicht polare Diode ist, wobei das Wellenlängenmodifizierungsmodul Phosphormaterial aufweist, wobei der Laser das Phosphormaterial erregt, um eine farbige Emissionsquelle zu erzeugen; einem digitalen Lichtbearbeitungschip mit einer digitalen Spiegelvorrichtung, wobei die digitale Spiegelvorrichtung eine Vielzahl von Spiegeln aufweist, wobei jeder der Spiegel einem oder mehreren Pixeln des einen oder der mehreren Bildframes entspricht; einer Einrichtung zum Richten des Lichts von der blauen Laserdiode und den farbigen Emissionsquellen auf die digitale Spiegelvorrichtung; und einer Stromquelle, die mit der Laserquelle und dem digitalen Lichtbearbeitungschip elektrisch verbunden ist.
Projektionsgerät mit: einem Gehäuse mit einer Apertur; einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes; einer Laserquelle mit einer blauen Laserdiode und einem Wellenlängenmodifizierungsmodul, wobei die blaue Laserdiode eine semipolare Diode ist, wobei das Wellenlängenmodifizierungsmodul Phosphormaterial aufweist, wobei der Laser das Phosphormaterial erregt, um eine farbige Emissionsquelle zu erzeugen; einem digitalen Lichtbearbeitungschip mit einer digitalen Spiegelvorrichtung, wobei die digitale Spiegelvorrichtung eine Vielzahl von Spiegeln aufweist, wobei jeder der Spiegel einem oder mehreren Pixeln des einen oder der mehreren Bildframes entspricht; einer Einrichtung zum Richten des Lichts von der blauen Laserdiode und den farbigen Emissionsquellen auf die digitale Spiegelvorrichtung; und einer Stromquelle, die mit der Laserquelle und dem digitalen Lichtbearbeitungschip elektrisch verbunden ist.
Projektionsgerät mit: einer ersten Videoquelle, wobei die erste Videoquelle mit einer ersten Anzeige assoziiert ist, wobei die erste Videoquelle eine erste Lichtquelle aufweist, wobei die erste Lichtquelle eine erste blaue Laserdiode aufweist, die durch eine vorgegebene erste Wellenlänge gekennzeichnet ist, wobei die erste blaue Laserdiode aus galliumnitridhaltigem Material hergestellt ist; einer zweiten Videoquelle, wobei die zweite Videoquelle mit einer zweiten Anzeige assoziiert ist, wobei die erste Videoquelle und die zweite Videoquelle zeitlich synchronisiert sind, wobei die zweite Videoquelle eine zweite Lichtquelle aufweist, wobei die zweite Lichtquelle eine zweite blaue Laserdiode aufweist, die durch eine vorgegebene zweite Wellenlänge gekennzeichnet ist, wobei die zweite blaue Laserdiode aus Galliumnitridmaterial hergestellt ist; und einer Stromquelle, die mit der ersten Videoquelle elektrisch verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 39, wobei: die erste Lichtquelle des Weiteren eine erste grüne Laserdiode und eine erste rote Laserdiode aufweist, wobei die erste grüne Laserdiode durch eine vorgegebene dritte Wellenlänge gekennzeichnet ist, wobei die erste rote Laserdiode durch eine vorgegebene vierte Wellenlänge gekennzeichnet ist; die zweite Lichtquelle des Weiteren eine zweite grüne Laserdiode und eine zweite rote Laserdiode aufweist, wobei die zweite grüne Laserdiode durch eine vorgegebene fünfte Wellenlänge gekennzeichnet ist, wobei die zweite rote Laserdiode durch eine vorgegebene sechste Wellenlänge gekennzeichnet ist; und sich die vorgegebene erste Wellenlänge von der vorgegebenen zweiten Wellenlänge um 10 nm bis 30 nm unterscheidet.
Gerät nach Anspruch 39, das des Weiteren ein Videoansteuerungsmodul zum Ansteuern der ersten Videoquelle aufweist.
Gerät nach Anspruch 39, wobei die erste blaue Laserdiode durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 39, wobei die erste blaue Laserdiode durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 39, das des Weiteren eine Optik zum Projizieren der ersten Anzeige und der zweiten Anzeige auf einen Bildschirm aufweist.
Gerät nach Anspruch 39, wobei die erste Lichtquelle des Weiteren eine grüne Laserdiode aufweist, wobei die grüne Laserdiode durch eine nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 39, wobei die erste Lichtquelle des Weiteren eine grüne Laserdiode aufweist, wobei die grüne Laserdiode durch eine semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist.
Gerät nach Anspruch 39, das des Weiteren ein Tonmodul aufweist, wobei das Tonmodul mit der ersten Videoquelle synchronisiert ist.
Gerät nach Anspruch 39, wobei: die erste Anzeige durch ein erstes Filter sichtbar und durch ein zweites Filter im Wesentlichen unsichtbar ist; die zweite Anzeige durch das zweite Filter sichtbar und durch das erste Filter im Wesentlichen unsichtbar ist; das erste Filter ein Sperrfilter ist, das wenigstens die zweite Wellenlänge blockiert; das zweite Filter ein Sperrfilter ist, das wenigstens die erste Wellenlänge blockiert.
Gerät nach Anspruch 39, wobei: die erste Anzeige durch ein erstes Filter sichtbar und durch ein zweites Filter im Wesentlichen unsichtbar ist; die zweite Anzeige durch das zweite Filter sichtbar und durch das erste Filter im Wesentlichen unsichtbar ist; das erste Filter ein Bandpassfilter ist, das wenigstens die zweite Wellenlänge blockiert; das zweite Filter ein Bandpassfilter ist, das wenigstens die erste Wellenlänge blockiert.
Projektionssystem mit: einem oder mehreren LCOS-Panels; einer Vielzahl von Laserdioden, die so konfiguriert sind, dass sie Laserlicht auf das eine oder die mehreren der LCOS-Panels aussenden, wobei die Vielzahl von Laserdioden eine erste Laserdiode aufweisen, wobei die erste Laserdiode durch eine nicht polare oder semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist; und einer Stromquelle, die mit der Vielzahl von Laserdioden elektrisch verbunden ist.
Projektionssystem mit: einem oder mehreren LCOS-Panels; einer Vielzahl von LEDs, die so konfiguriert sind, dass sie Licht auf das eine oder die mehreren der LCOS-Panels aussenden, wobei die Vielzahl von LEDs eine erste LED aufweisen, wobei die erste LED durch eine nicht polare oder semipolare Ausrichtung gekennzeichnet ist; und einer Stromquelle, die mit der Vielzahl von Laserdioden elektrisch verbunden ist.
Projektionsgerät mit: einem Gehäuse mit einer Apertur einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines oder mehrerer Bildframes; einer Lichtquelle, wobei die Lichtquelle eine blaue Laserdiode aufweist, wobei die blaue Laserdiode durch eine semipolare oder nicht polare Ausrichtung gekennzeichnet und aus galliumenthaltendem Material hergestellt ist; einem digitalen Lichtbearbeitungschip mit einer digitalen Spiegelvorrichtung, wobei die digitale Spiegelvorrichtung eine Vielzahl von Spiegeln aufweist, wobei jeder der Spiegel einem oder mehreren Pixels des einen oder der mehreren Bildframes entspricht; einem Farbrad mit einer Vielzahl von wellenlängenmodifizierenden Komponenten, wobei die Vielzahl von wellenlängenmodifizierenden Komponenten eine erste Komponente aufweist, wobei die erste Komponente Phosphormaterial enthält und einer vorgegebenen Zeitsequenz entspricht; und einer Stromquelle, die mit der Lichtquelle und dem digitalen Lichtbearbeitungschip elektrisch verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 52, wobei die Lichtquelle des Weiteren Phosphormaterial aufweist.
Gerät nach Anspruch 52, wobei die Lichtquelle des Weiteren eine oder mehrere LEDs aufweist.
Gerät nach Anspruch 52, wobei die Lichtquelle eine rote LED aufweist.
Gerät nach Anspruch 52, wobei die Lichtquelle eine gelbe Laserdiode aufweist.