Beschreibung
Optisches Projektionsgerät
Es wird ein optisches Projektionsgerät angegeben. Das optische Projektionsgerät eignet sich beispielsweise zur Darstellung von Bildinformationen auf einer Projektionsfläche - etwa einer Projektionsleinwand.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102006012448.0 und der deutschen Patentanmeldung 102006031076.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein Projektionsgerät anzugeben, das besonders kostengünstig herstellbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts umfasst das optische Projektionsgerät eine Mehrzahl von Leuchtdiodenchips . Die Leuchtdiodenchips bilden die Lichtquellen des Projektionsgeräts. Das heißt, die Leuchtdiodenchips erzeugen dasjenige Licht, mit dessen Hilfe Bildinformation vom optischen Projektionsgerät auf eine Projektionsfläche projiziert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optische Projektionsgerät zumindest ein optisches Element, das zumindest einem Leuchtdiodenchip zugeordnet ist. Das heißt, das optische Element ist in einer Hauptabstrahlrichtung des Leuchtdiodenchips dem Leuchtdiodenchip nachgeordnet . Mit anderen Worten ist das optische Element derart angeordnet, dass zumindest ein Teil - vorzugsweise ein Großteil - der vom
Leuchtdiodenchip im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung durch eine Lichteintrittsfläche des optischen Elements in dieses eintritt.
Bevorzugt ist das optische Element einer Mehrzahl von Leuchtdiodenchips - beispielsweise wenigstens zwei Leuchtdiodenchips - in der beschriebenen Weise zugeordnet. Besonders bevorzugt umfasst das optische Projektionsgerät mehrerer solcher optischen Elemente, wobei jedem optischen Element wenigstens ein Leuchtdiodenchip zugeordnet ist. Vorzugsweise ist das optische Element als Vollkörper ausgebildet. Das heißt beispielsweise, das optische Element ist kavitätsfrei aus einem transparenten Material gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts ist die Lichtauskopplungsflache zumindest eines der Leuchtdiodenchips des Projektionsgeräts an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements brechungsindexangepasst optisch angeschlossen. Unter Lichtauskopplungsflache des Leuchtdiodenchips wird dabei jene Fläche verstanden, durch die ein Großteil der im Leuchtdiodenchip erzeugten elektromagnetischen Strahlung den Leuchtdiodenchip verlässt. Bei der Lichtauskopplungsflache des Leuchtdiodenchips kann es sich beispielsweise um einen Teil der Außenfläche des Halbleiterkörpers des Leuchtdiodenchips handeln.
Brechungsindexangepasst heißt beispielsweise, dass ein Spalt zwischen Lichtauskopplungsflache des Leuchtdiodenchips und Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements mit einem Material ausgefüllt ist, dessen Brechungsindex größer als eins ist. Das heißt beispielsweise, es befindet sich kein Luftspalt zwischen der Lichtauskopplungsflache des
Leuchtdiodenchips und der Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements . Mit anderen Worten ist der Brechungsindexsprung beim Übergang vom Material in das optische Element kleiner, als der Brechungsindexsprung beim Übergang von Luft in das optische Element wäre.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts weist das optische Projektionsgerät eine Mehrzahl von Leuchtdiodenchips auf . Weiter weist das optische Projektionsgerät zumindest ein optisches Element mit einer Lichteintrittsfläche auf . Das optische Element ist zumindest einem Leuchtdiodenchip zugeordnet, wobei die Lichtauskopplungsfläche des Leuchtdiodenchips brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts ist der Spalt zwischen der
Lichtauskopplungsfläche des zumindest einen Leuchtdiodenchips und der Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements mit zumindest einem Material ausgefüllt, dessen Brechungsindex wenigstens 1,3 beträgt. Bevorzugt beträgt der Brechungsindex des Materials wenigstens 1,4, besonders bevorzugt wenigstens 1,5. Beispielsweise handelt es sich bei dem Material um ein Index-Matching-Gel, ein Kopplungsgel oder um einen optischen Klebstoff . Das Material kann die Lichtauskopplungsfläche des Leuchtdiodenchips und die Lichteintrittsfläche des optischen Elements benetzen und diese beiden Flächen miteinander verbinden. Es ist aber auch möglich, dass der Leuchtdiodenchip mit einer dünnen Schicht eines Vergussmaterials versehen ist, das beispielsweise Silikon und/oder Epoxidharz enthalten kann. In diesem Fall sind der dünne Verguss sowie die Lichteintrittsfläche des
optischen Elements mit dem brechungsindexanpassenden Material benetzt. Ferner ist es möglich, dass die Lichteintrittsfläche des optischen Elements vor dem Aushärten eines Vergussmaterials, mit dem die Lichtauskopplungsflache des Leuchtdiodenchips benetzt ist, in das noch weiche Vergussmaterial gedrückt wird. In diesem Fall sind dann die Lichtauskopplungsfläche des Leuchtdiodenchips sowie die Lichteintrittsfläche des optischen Elements vom Vergussmaterial benetzt.
Auf jeden Fall ist ein Material derart zwischen der Lichtauskopplungsflache des Leuchtdiodenchips und der Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements angeordnet, dass zumindest ein Großteil der vom Leuchtdiodenchip emittierten elektromagnetischen Strahlung nicht durch ein Material mit Brechungsindex kleiner 1,3 verläuft, bevor die Strahlung durch die Lichteintrittsfläche in das optische Element eintritt .
Besonders bevorzugt entspricht der Brechungsindex des Materials in etwa dem Brechungsindex des Materials, aus dem das optische Element gebildet ist. In etwa bedeutet, dass der Brechungsindex des Materials maximal um puls/minus zehn Prozent vom Brechungsindex des Materials aus dem das optische Element gebildet ist abweicht. Bevorzugt weicht der Brechungsindex des Materials maximal um plus/minus fünf Prozent, besonders bevorzugt um maximal plus/minus zwei Prozent vom Brechungsindex des Materials ab, aus dem das optische Element gebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts ist die Lichtauskopplungsflache zumindest eines Leuchtdiodenchips brechungsindexunangepasst an die
Lichteintrittsfläche des dem Leuchtdiodenchip zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen. Das heißt, für diesen Leuchtdiodenchip sind keine, der weiter oben beschriebene Vorkehrungen zur Anpassung des Brechungsindex zwischen Lichtauskopplungsflache des Leuchtdiodenchips und Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements getroffen. Vom Leuchtdiodenchip emittiertes Licht tritt daher bei Durchtritt durch die Lichteintrittsfläche des optischen Elements beispielsweise vom optisch dünneren ins optisch dichtere Medium. Es ist daher möglich, dass ein Teil des Lichts an der Lichteintrittsfläche des optischen Elements totalreflektiert wird und nicht in das optische Element eintreten kann. Beispielsweise befindet sich zwischen Lichtauskopplungsfläche des Leuchtdiodenchips und Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements ein Spalt, der mit einem Material ausgefüllt ist, dessen Brechungsindex kleiner 1,3 ist. Bevorzugt ist dieser Spalt dann mit Luft ausgefüllt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts weist das optische Projektionsgerät Leuchtdiodenchips einer ersten Farbe auf . Leuchtdiodenchips einer Farbe bedeutet, dass diese Leuchtdiodenchips - zumindest innerhalb der Fertigungstoleranz - im Betrieb Licht der gleichen Farbe emittieren. Das heißt zum Beispiel, die Leuchtdiodenchips sind innerhalb der Fertigungstoleranz im Wesentlichen identisch aufgebaut.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optische Projektionsgerät ferner Leuchtdiodenchips einer zweiten Farbe auf, die von der ersten Farbe verschieden ist. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Farbe um blau oder rot handeln,
bei der zweiten Farbe kann es sich dann beispielsweise um grün handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts ist der überwiegende Anteil der Leuchtdiodenchips der ersten Farbe brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen. Der überwiegende Anteil bedeutet, dass wenigstens 50 Prozent der Leuchtdiodenchips der ersten Farbe brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen sind. Bevorzugt sind sämtliche Leuchtdiodenchips der ersten Farbe brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts ist der überwiegende Anteil der Leuchtdiodenchips der zweiten Farbe brechungsindexunangepasst an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen. Vorzugsweise sind sämtliche Leuchtdiodenchips der zweiten Farbe brechungsindexunangepasst an die Lichteintrittsfläche des den Leuchtdiodenchips zugeordneten optischen Elements angeschlossen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts weist das optische Projektionsgerät zumindest einen grünen Leuchtdiodenchip auf, wobei alle grünen Leuchtdiodenchips des optischen Projektionsgeräts brechungsindexunangepasst an die Lichteintrittsfläche des den Leuchtdiodenchips zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts weist das optische Projektionsgerät zumindest einen blauen Leuchtdiodenchip auf, wobei alle blauen Leuchtdiodenchips des optischen Projektionsgeräts brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des dem Leuchtdiodenchips zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts weist das optische Projektionsgerät zumindest einen roten Leuchtdiodenchip auf, wobei alle roten Leuchtdiodenchips des optischen Projektionsgeräts brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des den Leuchtdiodenchips zugeordneten optischen Elements optisch angeschlossen sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts umfasst das optische Projektionsgerät grüne, blaue und rote Leuchtdiodenchips. Dabei sind vorzugsweise alle grünen Leuchtdiodenchips brechungsindexunangepasst an das zugeordnete optische Element optisch angeschlossen. Vorzugsweise sind alle blauen und alle roten Leuchtdiodenchips des optischen Projektionsgeräts dann brechungsindexangepasst an das optische Projektionsgerät angeschlossen .
Bevorzugt verhält sich die Anzahl der grünen Leuchtdiodenchips zur Anzahl der blauen Leuchtdiodenchips dann in etwa wie 2:1. Das bedeutet, das optische Projektionsgerät enthält circa doppelt so viele grüne wie blaue Leuchtdiodenchips. „In etwa 2:1" heißt, dass die Zahl der grünen Leuchtdiodenchips um höchstens +/- 10% von der doppelten Anzahl der blauen Leuchtdiodenchips abweicht.
Bevorzugt verhält sich die Anzahl der grünen Leuchtdiodenchips zur Anzahl der roten Leuchtdiodenchips bei dieser Ausführungsform in etwa wie 2:1. Das bedeutet, das optische Projektionsgerät enthält circa doppelt so viele grüne wie rote Leuchtdiodenchips. „In etwa 2:1" heißt, dass die Zahl der grünen Leuchtdiodenchips um höchstens +/- 10% von der doppelten Anzahl der roten Leuchtdiodenchips abweicht .
Besonders bevorzugt verhält sich die Anzahl der grünen Leuchtdiodenchips zur Anzahl der roten Leuchtdiodenchips bei dieser Ausführungsform in etwa wie 3:1. Das bedeutet, das optische Projektionsgerät enthält circa dreimal so viele grüne wie rote Leuchtdiodenchips. „In etwa 2:1" heißt, dass die Zahl der grünen Leuchtdiodenchips um höchstens +/- 10% von der dreifachen Anzahl der roten Leuchtdiodenchips abweicht .
Überraschenderweise hat sich gezeigt, das zur Darstellung eines typischen Weißpunkts durch das Projektionsgerät eine gegenüber der Anzahl der grünen Leuchtdiodenchips verringerte Anzahl von roten und / oder blauen Leuchtdiodenchips ausreichend ist, wenn die roten und / oder blauen Leuchtdiodenchips brechungsindexangepasst an das zugeordnete optische Element angeschlossen sind und zugleich die grünen Leuchtdiodenchips brechungsindexunangepasst an das zugeordnete optische Element sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Projektionsgeräts verläuft die Lichtauskopplungsfläche zumindest eines der Leuchtdiodenchips im Wesentlichen parallel zu der aktiven Schichtenfolge des Leuchtdiodenchips.
Die aktive Schichtenfolge des Leuchtdiodenchips ist dabei zur Erzeugung von Licht einer bestimmten Farbe geeignet. Vorzugsweise tritt zumindest 90 Prozent der den Leuchtdiodenchip verlassenden elektromagnetischen Strahlung durch die Lichtauskopplungsfläche aus dem Leuchtdiodenchip aus. Beispielsweise eignet sich ein Leuchtdiodenchip in Dünnfilmbauweise, bei dem ein Wachstumssubstrat gedünnt oder entfernt ist, besonders gut als Leuchtdiodenchip des optischen Projektionsgeräts.
Besonders bevorzugt sind alle Leuchtdiodenchips des optischen Projektionsgeräts durch Dünnfilmleuchtdiodenchips gebildet.
Im Folgenden werden hier beschriebene optische Projektionsgeräte anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Figur IA zeigt eine schematische Prinzipskizze eines hier beschriebenen optischen Projektionsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel .
Figur IB zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer Lichtquelle für das optische Projektionsgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur IC zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Leuchtdiodenchips für das optische Projektionsgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur ID zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines optischen Elements wie es in einem ersten Ausführungsbeispiel des optischen Projektionsgeräts zum Einsatz kommen kann.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optischen Projektionsgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel .
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optischen Projektionsgeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel .
Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optischen Projektionsgeräts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel .
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur IA zeigt eine schematische Prinzipskizze eines hier beschriebenen optischen Projektionsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel .
Das optische Projektionsgerät umfasst drei Lichtquellen 10g, 10b und 1Or. Die Lichtquelle 10g ist geeignet, im Betrieb grünes Licht zu emittieren. Die Lichtquelle 10b ist geeignet, im Betrieb blaues Licht zu emittieren. Die Lichtquelle 1Or ist geeignet, im Betrieb rotes Licht zu emittieren.
Figur IB zeigt eine schematische Perspektivdarstellung beispielsweise der Lichtquelle 10g. Die Lichtquelle 10g umfasst sechs Leuchtdiodenchips 1. Die Leuchtdiodenchips 1 sind grüne Leuchtdiodenchips, also im Betrieb geeignet, Licht
grüner Farbe zu emittieren. Die Leuchtdiodenchips 1 sind auf einem Anschlussträger 13 angeordnet, der beispielsweise einen Grundkörper aus keramischem Material umfasst. Der Anschlussträger 13 weist ferner Leiterbahnen 11 auf, die auf dem Grundkörper strukturiert aufgebracht sind. Die Leuchtdiodenchips 1 sind von einem Rahmen 12 umfasst, der beispielsweise ebenfalls aus einem keramischen Material gebildet ist.
Die Lichtquellen 1Or und 10b sind bevorzugt ähnlich der Lichtquelle 10g aufgebaut. Die Lichtquellen unterscheiden sich im Wesentlichen durch ihre Leuchtdiodenchips 1 voneinander. Die Lichtquelle 10b umfasst Leuchtdiodenchips 1, die geeignet sind, im Betrieb Licht blauer Farbe zu emittieren - also blaue Leuchtdiodenchips . Die Lichtquelle 1Or umfasst rote Leuchtdiodenchips 1, die geeignet sind, im Betrieb Licht roter Farbe zu emittieren. Weiter können sich die Lichtquellen 10g, 10b und 1Or durch Größe und Anzahl der Leuchtdiodenchips voneinander unterscheiden.
Figur IC zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Leuchtdiodenchips 1, wie er in den Lichtquellen 10g, 10b, 1Or bevorzugt zum Einsatz kommt .
Der Leuchtdiodenchip 1 weist eine Lichtauskopplungsflache 100 auf, die beispielsweise aufgeraut oder strukturiert sein kann. Die Lichtauskopplungsflache 100 kann durch einen dünnen Verguss, der beispielsweise Silikon und/oder Epoxidharz enthält bedeckt sein.
Auf die Lichtauskopplungsflache 100 ist ein Bondpad 105 aufgebracht, das beispielsweise ein n-seitiges Kontaktieren des Leuchtdiodenchips 1 ermöglicht. Die
Lichtauskopplungsfläche 100 verläuft vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur aktiven Schichtenfolge 101, die zur Strahlungserzeugung geeignet ist. Der Leuchtdiodenchip 1 umfasst ferner wenigstens eine reflektierende Schichtenfolge 102, die durch einen metallischen Spiegel gebildet sein kann. Mit ihrer dem ursprünglichen Aufwachssubstrat abgewandten Oberseite sind die epitaktisch gewachsenen Schichten des Leuchtdiodenchips 1 auf einem Träger 104 befestigt. Eine Kontaktschicht 106 ermöglicht beispielsweise ein p-seitiges Kontaktieren des Leuchtdiodenchips 1.
Vorzugsweise verlässt ein Grossteil der elektromagnetischen Strahlung, die im Leuchtdiodenchip 1 erzeugt wird, diesen durch die Lichtauskopplungsfläche 100. Besonders bevorzugt verlassen wenigstens 90 Prozent der den Leuchtdiodenchip 1 insgesamt verlassenden elektromagnetischen Strahlung diesen durch die Lichtauskopplungsfläche 100. Das heißt, kaum oder gar keine elektromagnetische Strahlung wird durch die Chipflanken des Leuchtdiodenchip 1 emittiert. Besonders gut eignet sich dazu ein in Dünnfilmtechnik hergestellter Leuchtdiodenchip. Das heißt, das AufwachsSubstrat für die aktiven Schichtenfolge 101 des Leuchtdiodenchips kann gedünnt oder entfernt sein. Die aktive Schichtenfolge 101 kann zum Beispiel mit ihrer dem ursprünglichen Aufwachssubstrat abgewandten Oberfläche auf den Träger 104 aufgebracht sein. Leuchtdiodenchips in Dünnfilmbauweise sind beispielsweise in den Druckschriften WO 02/13281 Al sowie EP 0 905 797 A2 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der Dünnfilmbauweise von Leuchtdiodenchips hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen wird.
Den Lichtquellen 10g, 10b und 1Or sind jeweils optische Elemente 2 nachgeordnet. Das heißt, diese optischen Elemente
2 sind den Leuchtdiodenchips 1 der Lichtquellen 10g, 10b, 1Or zugeordnet .
Figur ID zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer möglichen Ausführungsform für solch ein optisches Element 2. Das optische Element 2 weist eine Lichteintrittsfläche 22 auf, durch die das von den Leuchtdiodenchips 1 emittierte Licht in das optische Element eintritt. Das optische Element umfasst einen Optikkörper 23, der vorzugsweise als Vollkörper ausgebildet ist. Beispielsweise besteht der Optikkörper 23 aus einem transparenten Kunststoff. Der Optikkörper 23 verjüngt sich in Richtung Lichteintrittsfläche 22 und ist beispielsweise kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet. Ferner kann der Optikkörper 23 zumindest stellenweise nach Art eines der folgenden optischen Grundelemente ausgebildet sein: zusammengesetzter parabolischer Konzentrator (CPC - Compound Parabolic Concentrator) , zusammengesetzter hyperbolischer Konzentrator (CHC - Compound Hyperbolic Concentrator) , zusammengesetzter elliptischer Konzentrator (CEC- Compound Elliptic Concentrator) .
Das optische Element weist ferner Passstifte 21 auf, mittels derer das optische Element auf einem Träger befestigt werden kann. Ein Halter 24, der mit dem Optikkörper 23 einstückig ausgebildet sein kann, verbindet den Optikkörper 23 mit den Passstiften 21.
Die Lichtquellen 10g, 10b, 1Or sind jeweils mit einem Kühlkörper 5 thermisch leitend verbunden.
Den optischen Elementen 2 ist je ein bildgebendes Element 3 - vorzugsweise ein LCD-Panel 3 - nachgeordnet. Das von den
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Lichtquellen 10g, 10b, 1Or im Betrieb emittierte Licht tritt durch die LCD-Panels 3 in einen dichroitischer Strahlteiler 6 (X-Cube) ein. Von dort wird das Licht mittels einer Projektionsoptik 4 auf eine Projektionsfläche - beispielsweise eine Projektionsleinwand - projiziert. Beim hier beschriebenen optischen Projektionsgerät ist aber auch eine sequentielle Darstellung der Primärfarben möglich.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines hier beschriebenen optischen Projektionsgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei sind die Leuchtdiodenchips 1 aller drei Lichtquellen 10g, 10b, 1Or mittels eines Materials 7 an die Lichteintrittsfläche 22 des zugeordneten optischen Elements brechungsindexangepasst angeschlossen. Das Material 7 weist beispielsweise einen Brechungsindex von 1,5 auf. Bei dem Material 7 kann es sich zum Beispiel um ein Index- Matching-Gel oder einen optischen Klebstoff handeln.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,55 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von plus/minus 17 Grad ergibt sich bei vier grünen, vier blauen und vier roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel ein Lichtstrom von circa vier Lumen pro Leuchtdiodenchip 1.
Gegenüber einem brechungsindexunangepasstem optischen Anschluss aller Leuchtdiodenchips 1 an das optische Element beträgt der Lichtstrom für rote Leuchtdioden das circa 1,9 fache. Der Lichtstrom für grüne und blaue Leuchtdiodenchips beträgt circa das l,5fache. Die Etendue erhöht sich aufgrund der Brechungsindexanpassung um circa 225 Prozent.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,7 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom
bei sechs grünen, sechs blauen und sechs roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 4,4 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Demgegenüber beträgt für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,7 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad der Lichtstrom bei 12 grünen, 12 blauen und 12 roten Leuchtdiodenchips 3,2 Lumen pro Leuchtdiodenchip, wenn jeweils jeder der Leuchtdiodenchips 1 brechungsindexunangepasst an das zugehörige optische Element angeschlossen ist .
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,0 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 12 grünen, 12 blauen und 12 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 4,4 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Demgegenüber beträgt für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,0 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad der Lichtstrom bei 24 grünen, 24 blauen und 24 roten Leuchtdiodenchips 3,1 Lumen pro Leuchtdiodenchip, wenn jeweils jeder der Leuchtdiodenchips 1 brechungsindexunangepasst an das zugehörige optische Element angeschlossen ist.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,3 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 20 grünen, 20 blauen und 20 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 4,4 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Demgegenüber beträgt für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,3 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad der Lichtstrom bei 42 grünen, 42 blauen und 42 roten
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Leuchtdiodenchips 3,4 Lumen pro Leuchtdiodenchip, wenn jeweils jeder der Leuchtdiodenchips 1 brechungsindexunangepasst an das zugehörige optische Element angeschlossen ist.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,8 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 20 grünen, 20 blauen und 20 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 8,5 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Demgegenüber beträgt für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,8 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad der Lichtstrom bei 42 grünen, 42 blauen und 42 roten Leuchtdiodenchips 5,9 Lumen pro Leuchtdiodenchip, wenn jeweils jeder der Leuchtdiodenchips 1 brechungsindexunangepasst an das zugehörige optische Element angeschlossen ist.
Figur 3 zeigt ein hier beschriebenes optisches Projektionsgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnittdarstellung. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 sind die grünen Leuchtdiodenchips brechungsindexunangepasst an die Lichteintrittsfläche des zugeordneten optischen Elements 2 optisch angeschlossen. Zwischen Lichtauskopplungsflache 100 der grünen Leuchtdiodenchips 1 und der Lichteintrittsfläche 22 des zugeordneten optischen Elements 2 befindet sich ein Luftspalt 8. Die roten und blauen Leuchtdiodenchips 1 sind wie im vorherigen Ausführungsbeispiel brechungsindexangepasst an das jeweils zugeordnete optische Element 2 angeschlossen. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei Verzicht auf eine Brechungsindexanpassung für die grünen Leuchtdiodenchips die Anzahl der Leuchtdiodenchips insgesamt bei gleichem
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Lichtstrom reduziert werden kann, beziehungsweise dass der Lichtstrom bei gleicher Anzahl von Leuchtdiodenchips erhöht werden kann, wobei gleichzeitig eine typische Weißpunktdarstellung erreicht wird.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,55 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von plus/minus 17 Grad ergibt sich für sechs grüne, vier blaue und vier rote Leuchtdiodenchips ein Lichtstrom von 4,4 Lumen pro Chip.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,7 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 12 grünen, sechs blauen und sechs roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 4,9 Lumen pro Leuchtdiodenchip .
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,0 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 24 grünen, 12 blauen und 12 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 4,7 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,3 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 42 grünen, 20 blauen und 20 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 5,3 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,8 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 42 grünen, 20 blauen und 20 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 9,1 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des optischen Projektionsgeräts gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit Figur 3 beschrieben wurde, ist die Anzahl der roten Leuchtdiodenchips im Vergleich zu den grünen und blauen Leuchtdiodenchips weiter reduziert.
Beispielsweise für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,55 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von plus/minus 17 Grad ergibt sich für sechs grüne, vier blaue und zwei rote Leuchtdiodenchips ein Lichtstrom von 5,2 Lumen pro Leuchtdiodenchip. Diese Konfiguration zeichnet sich im Vergleich zu einer Variante mit vier grünen, vier blauen und vier roten Leuchtdiodenchips 1, die alle brechungsindexangepasst an das zugeordnete optische Element 2 optisch angeschlossen sind, bei gleicher Chipanzahl durch einen um circa 30 Prozent größeren Lichtstrom aus.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 0,7 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 12 grünen, sechs blauen und drei roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 5,6 Lumen pro Leuchtdiodenchip .
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,0 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 24 grünen, 12 blauen und sechs roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 5,4 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,3 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 42 grünen, 20 blauen und 10 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 6,0 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
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Für ein LCD-Panel 3 mit einer Diagonalen von 1,8 Zoll und einem Akzeptanzwinkel von +/- 17 Grad beträgt der Lichtstrom bei 42 grünen, 20 blauen und 10 roten Leuchtdiodenchips 1 in diesem Ausführungsbeispiel 10,3 Lumen pro Leuchtdiodenchip.
Insgesamt ist das hier beschriebene optische Projektionsgerät besonders kostengünstig herstellbar, unter anderem weil der gleiche Lichtstrom mit einer reduzierten Anzahl von Leuchtdiodenchips realisierbar ist. Dabei ist der Lichtstrom pro Leuchtdiodenchip beispielsweise bei der Weißpunktdarstellung gemessen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.