JP2011512547A - Optical multiplexer, recycler, and microprojector incorporating them - Google Patents
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Abstract
マイクロプロジェクタは、LED層と、このLED層に接続されたライトパイプと、LCOSパネルと、投影レンズと、PBSと、前記ライトパイプの出力端部に接続されるとともに、前記光出力の一部を透過する透過開口部と、前記光出力の残りの部分を前記ライトパイプの入力端部に向けて反射する反射面とを備える開口層とを有する。これにより、光出力の残り部分はLEDに戻しリサイクルされLEDの光出力の光度を増大させる。前記マイクロプロジェクタは、更に、前記ライトパイプと前記開口層との間に配設されて、前記光出力の所定の偏光部分を透過しつつ、前記光出力の他の偏光部分を反射し、それによって、前記光出力の未使用偏光部分を前記LEDへとリサイクルして前記LEDの光出力の光度を増大させる反射偏光板を有する。 The microprojector is connected to an LED layer, a light pipe connected to the LED layer, an LCOS panel, a projection lens, a PBS, and an output end of the light pipe, and a part of the light output. A transmissive aperture, and an aperture layer comprising a reflective surface that reflects the remainder of the light output towards the input end of the light pipe. As a result, the remaining portion of the light output is recycled back to the LED to increase the light intensity of the light output of the LED. The microprojector is further disposed between the light pipe and the opening layer, and reflects the other polarization portion of the light output while transmitting the predetermined polarization portion of the light output, thereby The reflective polarizing plate increases the luminous intensity of the light output of the LED by recycling the unused polarized portion of the light output to the LED.
Description
本発明は、LEDの出力を多重化する、特に、多重化されたLED出力の光度をリサイクリングによって増大させるシステムと方法、及び、これらのマイクロプロジェクタへの組み込みに関する。 The present invention relates to a system and method for multiplexing the output of LEDs, and in particular for increasing the luminosity of multiplexed LED outputs by recycling, and their incorporation into microprojectors.
光源は、あらゆるタイプの照明用途において使用される。典型的な光源は、非限定的に、ランプ、ハロゲン、蛍光装置、マイクロ波ランプ、発光ダイオード(LED)を含む。多くの用途は、小さな有効発光(emitting)領域での高レベルの光度を必要とする。高レベルの光度は、従来は、より多くの光源を追加することによって可能であった。しかしながら、もしも複数の光源を組み入れるための空間が限られている場合には技術的に不可能であるし、かつ、複数の光源を組み入れて使用することは高コストであるため経済的に実施不能でもありうる。従って、本発明は、光源の数を増加することなく、1つの光源の光度を増大させることの要望に基づくものである。 The light source is used in all types of lighting applications. Typical light sources include, but are not limited to, lamps, halogens, fluorescent devices, microwave lamps, light emitting diodes (LEDs). Many applications require a high level of light intensity in a small effective emitting area. High levels of luminosity have been possible in the past by adding more light sources. However, if the space for incorporating multiple light sources is limited, it is technically impossible, and incorporating multiple light sources is expensive and not economically feasible. But it can be. Therefore, the present invention is based on the desire to increase the luminous intensity of one light source without increasing the number of light sources.
例えば、マイクロディスプレイ型テレビジョン(MDTV)は、大画面でありながら低コストとなる潜在性を有する。従来のMDTVは、通常、アークランプによって照明される。この光源は最小コストで最も高光度であるが、白色光を3つの色に分割する必要性と、寿命の短さとによってそれは魅力の低いものとなっている。LED技術の進歩に伴い、LEDの長寿命という特徴と瞬時ON等のその他の特徴を利用するべくMDTVの光源としてLEDを使用することを考慮する必要がある。しかしながら、現時点では、LEDは、小型画像形成パネルを使用する、又は大型のスクリーンを用いる低コスト用途用としてはその光度は十分なものではない。光源の光度を高めるためにLEDリサイクリング構成が提案されている。Zimmerman et al.の米国特許第6,869,206号を参照。しかし、Zimmerman et al.は、LEDを1つの光出力開口部を備える光反射キャビティに入れることを開示している。又、Zimmerman et al.に発行された米国特許第6,144,536号は、ガス充填中空内部を取り囲む蛍光体コーティングを備えるガラスエンベロープを有する蛍光灯を記載している。前記蛍光体コーティングによって発生された光の一部は、この蛍光体コーティングにリサイクルされる。本発明は、より小型のパネルを利用可能とする、或いは、大型のスクリーンを十分な光度で照明可能となるように効率的にリサイクルすることによって、LEDの利用可能な光度を増大させるべく単数又は複数のLEDに接続可能なリサイクリング装置を提供するという要望に基づくものである。 For example, a micro display type television (MDTV) has the potential to be low cost while having a large screen. Conventional MDTVs are usually illuminated by arc lamps. Although this light source is the most luminous at the lowest cost, it is less attractive due to the need to split white light into three colors and the short lifetime. As LED technology advances, it is necessary to consider using LEDs as the light source for MDTVs in order to take advantage of the long life features of LEDs and other features such as instantaneous ON. At present, however, LEDs are not bright enough for low-cost applications using small image forming panels or large screens. An LED recycling configuration has been proposed to increase the luminous intensity of the light source. See Zimmerman et al. US Pat. No. 6,869,206. However, Zimmerman et al. Discloses placing the LED in a light reflecting cavity with one light output aperture. US Pat. No. 6,144,536 issued to Zimmerman et al. Describes a fluorescent lamp having a glass envelope with a phosphor coating surrounding a gas filled hollow interior. A portion of the light generated by the phosphor coating is recycled to the phosphor coating. The present invention can be used to increase the available light intensity of an LED by making smaller panels available, or by efficiently recycling a large screen so that it can be illuminated with sufficient light intensity. This is based on the desire to provide a recycling device that can be connected to a plurality of LEDs.
例えば、LEDは、一般的な照明、建築物の照明、更に、より最近ではプロジェクションテレビなどの多く照明用途に使用されている1つのタイプの光源である。例えば、プロジェクションテレビに使用される場合、LEDは、テレビジョンスクリーン上に必要な高光出力を提供するために小さな有効発光領域に高光度レベルで発光しなければならない。具体的には、LEDは、小さな有効発光領域における小さな立体角で、ルーメン単位で測定したときに、プロジェクションテレビに使用可能であるように、強力で明るい光を提供しなければならない。 For example, LEDs are one type of light source that is used in many lighting applications, such as general lighting, architectural lighting, and more recently, projection televisions. For example, when used in a projection television, the LED must emit at a high luminous intensity level in a small effective light emitting area to provide the necessary high light output on the television screen. Specifically, LEDs must provide strong and bright light so that they can be used in projection televisions when measured in lumens with a small solid angle in a small effective light emitting area.
発光ダイオード(LED)の開発において非常に大きな進歩がなされたが、現在利用可能なLEDの出力光度は多くの投光用途用としてはいまだ不十分である。原色の複数のLEDを組み合わせ、光度を増大するべく出力光をリサイクリングする種々の方法が提案されている。しかし、これらの方法の大半は、高価なコンポーネントを利用するものであるか、および/又は、大型で嵩高い装置になり、それによってそれらの用途は限られたものとなっている。従って、本発明は、これらの問題を解決する、リサイクリング機能を備える低コストのLEDマルチプレクサに対する要望に基づくものである。 Although great progress has been made in the development of light emitting diodes (LEDs), the output intensity of currently available LEDs is still insufficient for many light projection applications. Various methods have been proposed for combining a plurality of primary color LEDs and recycling the output light to increase the luminous intensity. However, most of these methods make use of expensive components and / or result in large, bulky devices, thereby limiting their use. The present invention is therefore based on the need for a low cost LED multiplexer with a recycling function that solves these problems.
情報伝達の進歩に伴い、画像の表示が、市場での重要な通信手段となっている。例えば、mp3プレーヤー、携帯電話、オーディオおよび/又はビデオプレーヤー、携帯デジタル端末(PDA)、などの携帯電子装置は、そのサイズと価格が減少し続けているが、これらの携帯電子装置における大きな表示領域の必要性は相変わらず残っている。従って、現在では、スクリーンサイズがこれらの携帯電子装置のサイズを限定しており、これら携帯電子装置にマイクロプロジェクタを組み込むことは極めて望ましいことではあるが、それらの高コストによってそのような完全な組み込みが出来ない状態である。しかし、現在利用可能なマイクロプロジェクタのアーキテクチャは、単純に標準型プロジェクタの縮小版であり、そのため、低コストの携帯電子装置に組み込むにはいまだそのコストは高すぎる。なんらかのコンポーネントをこれら携帯電子装置に組み込むにあたって最も重要なパラメータは、そのサイズとコストである。従って、本発明は、本発明の実施例により、低コストプロジェクタに、一体型マルチプレクサ及びリサイクラを提供するという要望に基づくものである。 With the advance of information transmission, image display has become an important communication means in the market. For example, portable electronic devices such as mp3 players, mobile phones, audio and / or video players, and portable digital terminals (PDAs) continue to decrease in size and price, but the large display area in these portable electronic devices The need remains. Therefore, screen sizes currently limit the size of these portable electronic devices, and it is highly desirable to incorporate a microprojector in these portable electronic devices, but due to their high cost, such complete integration Is not possible. However, currently available microprojector architectures are simply reduced versions of standard projectors, so that the cost is still too high to be incorporated into low cost portable electronic devices. The most important parameters for incorporating any component into these portable electronic devices are their size and cost. Accordingly, the present invention is based on the desire to provide an integrated multiplexer and recycler for low cost projectors according to embodiments of the present invention.
従って、本発明は、LEDマルチプレクサのサイズを小さく維持しながら、LEDの光度を増大するためのリサイクリング機能を備える低コストLEDマルチプレクサを提供するという要望に基づくものである。これにより、本発明のLEDマルチプレクサ及びリサイクラは、低コストの携帯電子装置に使用される低コストマイクロプロジェクタに容易に組み込むことが可能となる。即ち、本発明のマイクロプロジェクタは、携帯電子装置と容易に一体化が可能な、小型で、低コスト、多用途で明るいLED型照明システムを提供する。このLED型照明システムは、更に、色を多重化してカラーピクセルディスプレイと時系列(time sequential)ディスプレイとの両方を提供することができる。 Accordingly, the present invention is based on the desire to provide a low-cost LED multiplexer with a recycling function to increase the brightness of the LED while keeping the size of the LED multiplexer small. As a result, the LED multiplexer and recycler of the present invention can be easily incorporated into a low-cost microprojector used in a low-cost portable electronic device. That is, the microprojector of the present invention provides a small, low-cost, versatile and bright LED type illumination system that can be easily integrated with a portable electronic device. The LED-type lighting system can further multiplex colors to provide both a color pixel display and a time sequential display.
従って、本発明の課題は、LEDの光度を増大するためのリサイクリング機能を備えたLEDマルチプレクサを提供することにある。 Therefore, the subject of this invention is providing the LED multiplexer provided with the recycling function for increasing the luminous intensity of LED.
本発明の別の課題は、マイクロプロジェクタに容易に組み込むことが可能な、リサイクリング機能付き小型、低コスト、LEDマルチプレクサを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a small, low-cost, LED multiplexer with a recycling function that can be easily incorporated into a microprojector.
本発明の更に別の課題は、LEDの赤、緑及び青出力を効率的に組み合わせ、その光度を増大させるべくその出力をリサイクルする、ライトパイプ型RGBマルチプレクサを提供することにある。 Yet another object of the present invention is to provide a light pipe type RGB multiplexer that efficiently combines the red, green and blue outputs of LEDs and recycles their outputs to increase their luminous intensity.
本発明の更に別の課題は、ウエハスケールLEDプロジェクションシステムに拡張可能なウエハスケールLED照明システムを提供することにある。即ち、完全な照明及びプロジェクションシステムをウエハ形状に作り、これを最後に個々のシステムへとカットすることができる。 Still another object of the present invention is to provide a wafer scale LED illumination system that can be extended to a wafer scale LED projection system. That is, a complete illumination and projection system can be made into a wafer shape, which can then be cut into individual systems.
本発明の更に別の課題は、本発明のマルチプレクサ及びリサイクラを組み込んだ、携帯電子装置用の低コストマイクロプロジェクタを提供することにある。 Yet another object of the present invention is to provide a low cost microprojector for portable electronic devices incorporating the multiplexer and recycler of the present invention.
本発明の一実施例によれば、光マルチプレクサ及びリサイクラは、そのそれぞれが光出力を発する複数のLEDを備えるLED層を有する。前記光マルチプレクサ及びリサイクラは、更に、入力端部と出力端部とを備える光学層を有する。前記光学層の入力端部は、前記複数のLEDに接続されて、これら複数のLEDからの光出力を多重化する。開口層が前記光学層の出力端部に接続され、これは、多重化された光出力の一部を透過して単一の光出力を提供する透過開口部と、前記多重化された光の残り部分を前記光学層の入力端部に向けて反射する反射面とを備えている。これにより、前記多重化光の前記残り部分は、前記複数のLEDへとリサイクルされてこれら複数のLEDの光出力の光度を増大させる。 According to one embodiment of the present invention, the optical multiplexer and recycler have an LED layer comprising a plurality of LEDs each emitting light output. The optical multiplexer and recycler further include an optical layer having an input end and an output end. The input end of the optical layer is connected to the plurality of LEDs, and multiplexes the light output from the plurality of LEDs. An aperture layer is connected to the output end of the optical layer, which transmits a portion of the multiplexed light output to provide a single light output, and the multiplexed light A reflective surface that reflects the remaining portion toward the input end of the optical layer. Thereby, the remaining portion of the multiplexed light is recycled to the plurality of LEDs to increase the luminous intensity of the light output of the plurality of LEDs.
本発明の一実施例によれば、マイクロプロジェクタは、光出力を発するLEDを備えるLED層を有する。前記マイクロプロジェクタは、更に、入力端部と出力端部とを備えるライトパイプを有し、前記ライトパイプの出力端部は前記LEDに接続されている。開口層が前記ライトパイプの出力端部に接続され、これは、光出力の一部を透過する透過開口部と、前記光出力の残り部分を前記ライトパイプの入力端部に向けて反射する反射面とを備えている。これにより、前記光出力の残り部分は、前記LEDへとリサイクルされてこのLEDの光出力の光度を増大させる。前記マイクロプロジェクタは、更に、前記光出力の所定の偏光部分を受け取りこれを反射する反射型液晶(liquid crystal on silicon)(LCOS)パネルを有し、前記LCOSパネルを接続する偏光ビームスプリッタ(PBS)の面が前記LCOSパネルよりも大きい状態で、前記透過開口部のサイズは実質的に前記LCOSパネルのサイズにマッチしている。更に、前記マイクロプロジェクタは、前記LCOSパネルからの前記光出力の所定偏光部分を捕らえて、画像を投影する投影レンズを有する。 According to one embodiment of the present invention, the microprojector has an LED layer comprising LEDs that emit light output. The microprojector further includes a light pipe having an input end and an output end, and the output end of the light pipe is connected to the LED. An aperture layer is connected to the output end of the light pipe, which is a transmissive aperture that transmits a portion of the light output and a reflection that reflects the remainder of the light output toward the input end of the light pipe. With a surface. Thereby, the remaining part of the light output is recycled to the LED to increase the light intensity of the light output of this LED. The microprojector further includes a liquid crystal on silicon (LCOS) panel that receives and reflects a predetermined polarization portion of the light output, and a polarization beam splitter (PBS) that connects the LCOS panel. The size of the transmissive opening substantially matches the size of the LCOS panel. Furthermore, the micro projector has a projection lens that captures a predetermined polarization portion of the light output from the LCOS panel and projects an image.
本発明の一実施例によれば、マイクロプロジェクタは、光出力を発するLEDと、入力端部と出力端部とを備えるライトパイプとを有するLED層を含む。前記ライトパイプの前記入力端部は、前記LEDに接続されている。前記マイクロプロジェクタは、更に、偏光ビームスプリッタを有し、このスプリッタの全ての面は、前記PBSが導波路(wave guide)として機能するべく全反射を提供するように研磨されている。 According to one embodiment of the present invention, a microprojector includes an LED layer having an LED that emits light output and a light pipe that includes an input end and an output end. The input end of the light pipe is connected to the LED. The microprojector further comprises a polarizing beam splitter, all surfaces of which are polished so that the PBS provides total reflection so that it functions as a wave guide.
本発明のその他種々の課題、利点及び特徴は、以下の詳細説明から容易に理解されるであろう、そして、その新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に示される。 Various other objects, advantages and features of the present invention will become readily apparent from the following detailed description, and the novel features will be particularly pointed out in the appended claims.
具体例として提供され、本発明をそれに限定するものではない、以下の詳細説明は、添付の図面を参照することによって良く理解されるであろう。これらの異なる図面において、類似のコンポーネント又は特徴構成る同様の参照番号によって表されている。
図面を参照して、以下、本発明の実施例を説明する。これらの実施例は本発明の原理を例示するものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. These examples are illustrative of the principles of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the invention.
本発明の実施例により、光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、複数のLED1140を備えるLED層1100を有する。各LED1140は、ライトパイプ1200等の光学層1200に光出力を発する。前記光学層1200は、入力端部1210と出力端部1220とを備えている。前記光学層1200の入力端部1210は、前記複数のLED1140に接続されて、これら複数のLED1140からの光出力を多重化する。従って、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、前記光学層1200の前記出力端部1220に接続された、反射コーティング1500等の、開口層1500を有する。この開口層1500は、前記多重化された光出力の一部を透過して単一の光出力1600を提供する透過開口部1510と、前記多重化光の残り部分を、前記光学層120の入力端部1210に向けて反射し、それによってこの多重化光の残り部分を前記複数のLED1140にリサイクルしてこれら複数のLED1140の光出力の光度を増大させる反射面とを備えている。好ましくは、反射層1400が、前記ライトパイプ1200の入力端部120の領域1410,1420,1430を除いてこのライトパイプ1200の入力端部端部1210をカバーし、ここで、前記複数のLED1140は、前記入力端部1210が領域1410,1420,1430を除いて、光の全ての色に対して反射性である。
According to an embodiment of the present invention, the optical multiplexer and
本発明の実施例により、図1は、ヒートシンク1150上に取り付けられた複数のLEDチップ1140を含むLED層1110と、光学層又はライトパイプ1200とを備えるライトパイプ型光マルチプレクサ及びリサイクラ1000を図示している。前記LEDマルチプレクサ及びリサイクラ1000は、前記ライトパイプ1200を使用して赤色、緑色及び青色のLEDチップ1110,1120,1130の出力を多重化又は組み合わせて、単一の出力1600を作り出す。本発明の一態様により、前記反射層1400は、前記入力端部1210が、前記LEDチップ1140の上方又はこれらに対応する前記表面1210の入力端部の領域を除いて全ての色の光に対して反射性となるように構成された反射コーティング1400である。更に、前記赤色LEDチップ1110の上方又はこれに対応する前記ライトパイプ1200の入力端部1210の前記領域1410は、赤色光は透過するが、緑や青の光は反射する透過性赤色コーティングでコーティングされている。同様に、前記緑色LEDチップ1120の上方又はこれに対応する前記ライトパイプ1200の入力端部1210の前記領域1420は、緑色光は透過するが、赤や青の光は反射する透過性緑色コーティングでコーティングされている。前記青色LEDチップ1130の上方又はこれに対応する前記ライトパイプ1200の入力端部1210の前記領域1430は、青色光は透過するが、赤や緑の光は反射する透過性青色コーティングでコーティングされている。図1には、1つの赤色LEDチップ1110、1つの緑色LEDチップ1120、1つの青色LEDチップ1130のみが図示されているが、複数の赤色LEDチップ1110、複数の緑色LEDチップ1120、複数の青色LEDチップ1130を前記ヒートシンク1150上に取り付けることも可能である。好ましくは、前記ライトパイプ1200の前記出力端部又は面1220は、この出力端部又は面1220の前記出力1600が接続されている前記領域又は透過開口部1510を除いて反射性コーティング1500を備えている。
In accordance with an embodiment of the present invention, FIG. 1 illustrates a light pipe type optical multiplexer and recycler 1000 comprising an LED layer 1110 including a plurality of LED chips 1140 mounted on a heat sink 1150 and an optical layer or
前記赤色LEDチップ1110からの赤色光が前記ライトパイプ1200に入ると、この赤色光の一部分は前記透過開口部1510を通って該ライトパイプから出る。前記赤色光の残りの部分は、ライトパイプ1200の入力端部1210に向けて反射され、リサイクルされる。同様に、前記緑色LEDチップ1120からの緑色の光と前記青色LEDチップ1130からの青色光がライトパイプ1200に入ると、これら緑色及び青色光の一部分が透過開口部1510を通ってライトパイプ1200から出るとともに、これら緑色及び青色光の残りの部分はリサイクルされる。
When red light from the red LED chip 1110 enters the
図2は、本発明の実施例による、三種類の色(赤、緑及び青)の9つのLEDチップ1140を備える光マルチプレクサ及びリサイクラの斜視図を示している。実際の用途においては、LEDチップ1140の数とこれらLEDチップによって発せられる色は、所望の出力を作り出すべく最適化することができる。前記LEDチップ1140は、図2に図示されている3x3アレイなどの任意のMxNアレイ(ここでMとNは共に正の整数である)で配置することができる。 FIG. 2 shows a perspective view of an optical multiplexer and recycler comprising nine LED chips 1140 of three different colors (red, green and blue) according to an embodiment of the present invention. In practical applications, the number of LED chips 1140 and the colors emitted by these LED chips can be optimized to produce the desired output. The LED chips 1140 can be arranged in any MxN array (where M and N are both positive integers), such as the 3x3 array illustrated in FIG.
図3a及び図3bは、反射コーティング1500によって取り囲まれたライトパイプ1200の出力端部1220に透過性又は出力開口部1510を有する開口層1500の二つの例を図示している。前記透過開口部1510は、前記ライトパイプ1200の出力端部1220よりも小さい。又、前記透過開口部1510は、16:9(図3a)、4:3(図3b)、又はその他の許容可能なアスペクト比を有するものとすることができる。
FIGS. 3 a and 3 b illustrate two examples of an
本発明の実施例により、前記透過開口部1510は、赤色の光などの所定の色の光を透過しつつ、その他全ての色の光をリサイクリングのために前記ライトパイプ1200の入力端部1210に向けて反射する反射コーティング1530によってコーティングされている。好ましくは、前記透過開口部1510は、更に、反射偏光コーティング1540によってもコーティング可能であり、或いは、s−偏光やp−偏光などの所定の偏光の光出力を透過しつつ、その他全ての偏光の光出力(即ち、使用されない偏光の光)をリサイクリングのために反射する反射偏光層1540によってカバーすることができる。或いは、前記透過開口部1510は、前記反射コーティング1530無しで、前記反射偏光コーティングによってコーティング、又は、反射偏光層1540によってカバーされる。本発明の一態様により、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、更に、前記反射偏光層1540と反射コーティング1530との間、或いは、前記反射偏光層1540と前記透過開口部1510との間、に波長板1550を備える。この波長板1550は、光出力の偏光状態を回転させて、未使用の偏光の光を利用可能な所定の偏光の光に変換する。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例により、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、複数のカラーフィルタを含むカラーホイールを有し、各カラーフィルタは当該カラーフィルタに対応する色の光を透過するとともに、その他全ての色の光を反射する。即ち、ここでは、前記反射コーティング1530は、前記透過開口部1510をカバーしてとのカラーホイールのどのカラーフィルタが透過開口部1510をカバーしているかに応じて、異なる色の光を選択的に透過するカラーホイールによって置き換えられている。
According to an embodiment of the present invention, the optical multiplexer and
本発明の当該実施例は、図1、2に図示されているように、前記ライトパイプ1200の入力及び出力端部に直接コーティングされた反射コーティング1400,1500を備えている。これは高効率ではあるが、コスト高となりうる。従って、低コスト用途において、前記反射コーティング1400,1500を、例えば、選択的、反射コーティングされた薄いガラスプレート1400等によって別々に行うことが可能である。1つの大きなガラスプレートを、反射コーティングによって選択的又はパターンコーティングして、その後、図4に図示されているように、ライトパイプ1200の入力端部1210又は出力端部1220にマッチするように適当なサイズにカットすることも可能である。そしてこのようなパターン又は選択的にコーティングされたガラスプレート1400がライトパイプ1200に取り付けられる。
The embodiment of the present invention includes a
本発明の実施例により、前記ライトパイプ1200は、以下のいずれかとして構成することが可能である。即ち、真直ぐな中空ライトパイプ、漸次的大きくテーパードされた(tapered)中実ライトパイプのように、中空ライトパイプ、中実ライトパイプ、ストレートライトパイプ、漸次的大きくテーパードされたライトパイプ、漸次的に小さくテーパードされたライトパイプ、複合放物状集光装置、その形状が等式によって定義される自由形状のライトパイプ、或いは数値的又はその他の手段によって決定される完全な自由形状のライトパイプ、又はこれらの任意の適当な組み合わせ。これら全ての様々なライトパイプがここではライトパイプと総称される。ライトパイプについて言及される場合は、それは、常に、個々に記載の種々のライトパイプいずれか、又は、これら種々のライトパイプの組み合わせを含む。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例により、図5に図示されているように、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、その入力側において、光源1750による励起時に光線を発生するとともに、反射面を備える発光層1700を備える。前記ライトパイプ1120の入力端部1210は、前記発光層1700に接続されてこの発光層1700から発せられる光線を多重化して光出力を提供する。図1に図示されているように、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、その出力側に、前記ライトパイプ1200の出力端部1220に接続される開口層1500を有し、前記光出力の一部を透過する透過開口部1510と、前記透過開口部1510に向けて光出力の残り部分を戻し反射しリサイクルする前記発光層1700に向けて光出力の残り部分を反射する反射面と、を備えている。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the optical multiplexer and
ここに記載されるように、但し図5には図示されていないが、前記発光層1700を備える前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000は、更に、図1に示されているように、前記反射コーティング1530および/又は前記反射偏光層1540、および/又は、所定の色および/又は偏光の光を透過しつつ使用されていない色および/又は偏光の光を反射/リサイクルする波長板1550、によって部分的又は全体がカバーされた出力端部1220を備えるライトパイプ1200を有している。前記ライトパイプ1200の入力端部1210は、外部光源1750によって励起される発光層1700の近傍に配設され、これにより、前記発光層1700によって発せられた光が、ライトパイプ1200中へとつながれる。好ましくは、前記発光層1700は、更に、反射性を有し、前記ライトパイプ1200の出力端部1220から反射された光は、その全部又は一部が、この反射性発光層1700から前記ライトパイプ1200の出力端部1250へと戻し反射される。
As described herein, but not shown in FIG. 5, the optical multiplexer and recycler 1000 comprising the
本発明の実施例により、前記ライトパイプ1200の入力端部1210の近傍の前記発光層1700は、複数の波長又は色を有する光線を放射する単数又は複数種類の材料組成物を含む。即ち、前記発光層1700は、この発光層1700の材料組成物に応じて、1つの色の光のみ、又は複数色の光を放射することができる。好ましくは、前記発光層1700の種々の材料組成物は、この発光層1700の各領域がそれぞれ別々の色の光線を放射するように、空間分布されている。前記外部励起光源1750は、1つの波長又は複数の波長の光(即ち、単数色又は複数色)を放射する、アークランプ、LED、レーザ、など、とすることができる。本発明の一態様により、前記励起波長(単数又は複数)(即ち、前記外部励起光源1750によって放射される光の波長)は、前記発光層1700によって放射される波長(単数又は複数)よりも短いものとすることができる。例えば、赤、緑、青、その他の色の光を発生するために、青色又はUV光を使用することができる。好ましくは、前記発光層1700は、蛍光物質、又は、蛍光物質と同じ特性を有するその他の物質、から形成することができる。或いは、前記励起波長(単数又は複数)は、前記発光層1700の波長(単数又は複数)よりも長いものとすることも可能である。例えば、赤外光は、赤、緑、青、又はその他の色の光を、非線形光学結晶を使用して、発生するために使用される。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例により、前記発光層1700は、図1の反射コーティング1400に類似して、ライトパイプの入力端部1210にコーティングすることができる。或いは、前記発光層1700は、図4の薄いガラスプレート1400に類似して、透明材のシート、例えば、ガラスプレート、上にコーティングし、前記ライトパイプ1200の入力端部1210の近傍に配置するか、もしくは、図6に図示されているように前記励起光源1750上に直接コーティングすることも可能である。例えば、前記蛍光物質を青色又はUV LED1750上に直接コーティングし、そして、前記非線形光学結晶材を赤外線LED1750上に直接コーティングすることができる。青色又はUV LED1750の一具体例は、GaN上に形成される発光接点である。赤外線LED 1750の一具体例は、GaAs上に形成される発光接点である。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例により、図7bに図示されているように、前記発光層1700は、この発光層1700の両側の全反射又は部分反射層1810の間に配設されてキャビティ1800を形成し、それによって、この発光層1700によって放射される光がより小さな出力角分布となるように、又はその角度分布を減少させている。本発明の一態様により、前記励起光源1750と前記発光層1700とは、図7aに図示されているように、前記キャビティ1800内にある。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7 b, the
本発明の実施例により、図8aに図示されているように、前記発光層1700は、レーザによって励起された時に、単数又は複数の色の光を放射するために単数又は複数種の発光材1710を含む(例えば、色の違う蛍光物質を含有する)。これらの発光材は、行、列、アレイ又はなんらかの所定のパターン、で配置することができる。例えば、図8bは、三種類の発光材料1710(緑、赤及び青色発光材1710)を備える発光層1700を図示している。好ましくは、前記レーザはダイオードレーザである。青色又はUVレーザの一例は、GaN材を使用して作られるレーザである。赤外線レーザの一例は、GaAsを使用して作られるレーザである。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8a, the
本発明の実施例により、図9aに図示されているように、前記発光層1700の単数又は複数種類の発光材1710を励起するために単数又は複数のレーザ1750を使用することができる。例えば、図9bにおいて、三種類のレーザ1750を使用することができ、各レーザは、異なる発光材1710を励起し、それによって、光マルチプレクサ及びリサイクラ1000が発光層1700からの三種類の色の放射を制御することを可能としている。本発明の一態様により、1つ以上のレーザ1750が、同じ発光材1710を励起するために用いられ、それによって、その発光材からより高い光出力を作り出す。例えば、図9cにおいて、前記赤色及び青色発光材1710は、それぞれ、1つのレーザ1750によって励起されるが、緑色の発光材1710は、二つのレーザによって励起され、それによって、前記発光層1700によって青色又は赤色の光のどちらよりもより緑色の光を作り出す。
In accordance with an embodiment of the present invention, one or
本発明の実施例により、図10に図示されているように、前記発光層1700はコーティングされ、そのコーティング1760が前記励起光源1750からの光は透過するが、前記発光層1700によって発生された光は反射して、発生された光が1つの方向にのみ放射され、それによって、前記発光層1700と、本発明の前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000の効率を増大させるように構成されている。好ましくは、前記励起光源1750の近傍の前記発光層1700の表面はコーティングされている。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, the
本発明の実施例により、三種類のレーザ1750からのレーザビームを使用して三種類の発光材1710(赤、緑及び青発光材1710)を励起する。これら三種類の発光材1710から放射された光は、図11に図示されているように、三つの全反射(TIR)プリズム又はキューブ1900を使用して1つの出力に多重化される。レーザビームは非常に狭い放射角を有するので、それぞれの色の発光材1710は、1つ以上のレーザビームによって励起することができ、それによって、より高い光出力を作り出す。例えば、ホワイトバランスのためのより高い出力の緑色の光が必要であれば、青色と赤色の発光材に対してはそれぞれ1つのレーザビームのみを向けながら、緑色の発光材1710に対しては二つのレーザビームを向けて、それによってより高い出力の緑色光を作り出すことができる。
According to an embodiment of the present invention, three types of light emitting materials 1710 (red, green and blue light emitting materials 1710) are excited using laser beams from three types of
本発明の一態様に拠れば、前記TIR立方体プリズムキューブ1900は、二つの三角プリズムを含む。これら二つの三角プリズムの全部の表面又は面は、前記TIRプリズム1900が導波路として作用するように研磨される。前記二つの三角プリズム間の接合部分(interface)においてこれら三角プリズムの面には、所定の波長又は色の光を透過しつつ、その他全ての波長又は色の光を反射するための二色性(dichroic)コーティング1910がコーティングされている。好ましくは、前記接合部分は、空隙又は低指数接着剤によって充填されている。
According to an aspect of the present invention, the TIR
次に図12−14を参照すると、これらには、本発明の実施例による、ウエハスケール(wafer scale)照明システム2000および/又はウエハスケールプロジェクタシステム3000の略図が示されている。前記ウエハスケール照明システム2000は、LEDウエハ又は層2200をマウントするヒートシンク層2100と、オプションのフィルタ層2300、好ましくは、カラーフィルタ層、光学層2400、及び開口層2500、を有する。前記ウエハスケールプロジェクタシステム3000は、更に、反射偏光層2600、液晶ディスプレイ(LCD)パネル層や透過画像形成パネル層、等から構成される画像形成又はディスプレイパネル層2700、及び投影レンズ層2800、を有する。現在の技術では、複数のLEDを同じ色で作ることも可能であるが、本発明の実施例では、色付き蛍光物質を利用して、同じウエハ上に、異なる色のLED2210を作ることができる。同じ色のLED2210からの放射を、色付き蛍光物質を使用して複数の他の色に変換することが可能である。例えば、青色又はUV LEDウエハを使用して、1つの色の複数のLED2210を提供することができる。前記LEDウエハ上に色の異なる蛍光物質を堆積させて、それによって異なる色の複数のLED2210を作りだすことも可能である。即ち、赤色、緑色及び青色の蛍光物質を使用して、三原色(赤、緑、青)の発光LED2210を作りだすことができる。
Referring now to FIGS. 12-14, there are shown schematic diagrams of a wafer
好ましくは、前記カラーフィルタ層2300が、カラーLED2210を含む前記LED層2200上に載置されて、前記ウエハスケール照明システム2000のリサイクリング効率を改善させる。LED2210上のカラーフィルタによって、LED2210によって放射された1つの色の光のみが透過され、その他の全て色の光は反射される。例えば、前記青色LED2210上のカラーフィルタは、青色の光のみを透過し、その他全ての色の光を反射する。白色又は単色LED用途の場合、前記フィルタ層2300は、必要ではなく、除去することができる。
Preferably, the
前記光学層2400は、光を後続の層上に変換、又は画像形成する。本発明の実施例によれば、図12に図示されているように、前記光学層2400は、反射層2420と、レンズ層2440とを含む。その用途に応じて、前記光学層2400は、図13に図示されているように、ライトパイプ2450のアレイ、又は球形反射層2460とコリメータレンズ層2480とを備えることができる。その用途に応じて、前記ウエハスケール照明システム2000と前記ウエハスケールプロジェクタシステム3000は、複数の光学層2400を備えることができる。
The
本発明の実施例によれば、前記ライトパイプ2450は、下記のいずれかとして構成することができる。即ち、真直ぐな中空ライトパイプ、漸次的大きくテーパードされた(tapered)中実ライトパイプのように、中空ライトパイプ、中実ライトパイプ、ストレートライトパイプ、漸次的大きくテーパードされたライトパイプ、漸次的に小さくテーパードされたライトパイプ、複合放物状集光装置、その形状が等式によって定義される自由形状のライトパイプ、或いは数値的又はその他の手段によって決定される完全な自由形状のライトパイプ、又はこれらの任意の適当な組み合わせ。これら種々のライトパイプの全てをここではライトパイプと総称する。ライトパイプについて言及される場合は、それは、常に、個々に記載の種々のライトパイプいずれか、又は、これら種々のライトパイプの組み合わせを含む。
According to an embodiment of the present invention, the
前記光学層2400を出た光は、その後、複数の開口又は透過開口部2510を含む前記開口層2500に入射し、ここで、その光の一部は反射され、この光部分は開口2510を通過する。反射された光はLED210にリサイクルされる。前記開口部2510を出た光は、未偏光光であって、これは、例えば、ウエハスケール照明システム2000を提供するといった、非偏光用途のために利用可能である。
The light exiting the
ウエハスケールプロジェクションシステム3000を提供するなどといった、LCD、反射型液晶(LCOS)、及びその他の偏光用途のためには、オプションの反射偏光層2600が利用される。好ましくは、前記反射偏光層2600は、図1の波長板1550に類似の波長板層(図示せず)を備える。反射偏光層もしくは反射偏光板2600は、予め設定された偏光は通過し、その他全ての偏光の光(例えば、使用されていない偏光の光)はLED層2200に反射し、それによってリサイクリング効果を増加する。オプションの波長板層は、光出力の偏光状態を回転させて、光の利用されていない偏光成分を有用な所定の偏光の光に変換する。この段階において、複数の照明層2100−2600(前記オプションのフィルタ層2300、オプションの反射偏光層2600、又はオプションの波長板層の有無にかかわらず)は、LED照明システム2000のアレイを形成する。このLED照明システム2000のアレイを、鋸切断線2900に沿って個々の片に切断して、複数の別々のLED照明システム2000を提供することができる。
For LCD, reflective liquid crystal (LCOS), and other polarization applications, such as providing a wafer
本発明の実施例により、前記ウエハスケール照明システム2000を、更に、他の層を組み入れて、ウエハスケールプロジェクタシステム3000を提供することができる。このウエハスケールプロジェクタシステム3000は、更に、前記照明層2100−2600の上に配設されたディスプレイ又は画像形成パネル層2700と、それに続く、単数又は複数の投影レンズ層2800とを有する。図12は、ウエハスケールプロジェクタシステム3000を示し、ここでは、本発明の実施例により、前記画像形成パネル層は、複数の透過性LCDパネル2710を含む。カラーピクセルLCDバネル2710の場合、前記LED2210は、白色蛍光物質の白色LED2210とするか、若しくは、リアルタイムで色を調節する能力を一緒に組み合わされた赤色/緑色/青色(RGB)LED2210とすることができる。高速スイッチングLEDパネル2700の場合、前記ウエハスケールプロジェクタシステム3000は、前記赤、緑、青LED2210のうちの1つ又は複数を一度にONにするために公知の時間カラー多重化を利用することができる。ここでも、ウエハ状の完成したプロジェクタユニット又はシステム3000を鋸線2900に沿って個々のプロジェクタユニット又はシステム3000へと切断することができる。
According to an embodiment of the present invention, the wafer
ライトパイプを使用したウエハスケールプロジェクションシステムの実施例が図13に図示され、ここでも同様に、画像形成パネル層2700と投影レンズ層2800とを図14の照明層2100−2600に追加して前記ウエハスケールプロジェクションシステムを提供することができる。
An embodiment of a wafer scale projection system using a light pipe is shown in FIG. 13, and here again, an image forming
携帯電話、MP3プレーヤー、携帯デジタルアシスタント(PDA)、等といった携帯電子装置に使用される組み込み型マイクロプロジェクタにとって、最も重要なパラメータはサイズとコストである。従って、それらのサイズとコストとを縮小するために、これらの組み込み型マイクロプロジェクタにおけるコンポーネントの数を最小化することが重要である。本発明の実施例により、前記マイクロプロジェクタは、単一のパッケージ上に複数のLED、即ち、赤、緑、及び青のLEDを利用する。これら複数のLEDからの光出力を多重化して色を組み合わせ、リサイクルしてLEDの光度を増大させ、レンズ無しでLCOSに結合されることにより、コンポーネントの数を最小化する。 For embedded microprojectors used in portable electronic devices such as cell phones, MP3 players, portable digital assistants (PDAs), etc., the most important parameters are size and cost. Therefore, it is important to minimize the number of components in these embedded microprojectors in order to reduce their size and cost. According to an embodiment of the present invention, the microprojector utilizes a plurality of LEDs on a single package, that is, red, green, and blue LEDs. The light output from these multiple LEDs is multiplexed to combine colors and recycled to increase the luminous intensity of the LEDs and to be coupled to the LCOS without a lens to minimize the number of components.
次に図15を参照すると、ここには複数のLED4100を含むLEDパッケージ4000の構造が図示されている。好ましくは、このLEDパッケージ4000は、Osram社などの製造業者によって一般的に供給されている、1つの赤色と1つの青色と2つの緑色のLED4100から構成される。本発明の実施例により、前記LED4000パッケージは、好ましくは二色性コーティング4400でコーティングされたカバーウインドウ又はガラス4200と、前記複数のLED4100をマウントするための基材4300とを備えている。例えば、前記赤色LED4100の上において、コーティング4400は、図15に図示されているように、赤色の光を透過するとともにその他全ての色の光を反射する。前記緑色LED4100の上において、コーティング4400は、図15に図示されているように、緑色の光を透過するとともにその他全ての色の光を反射する。前記青色LED4100の上において、コーティング4400は、青色の光を透過するとともにその他全ての色の光を反射する(図示せず)。本発明の実施例により、各色のLED4100は、互いに独立して駆動される。オプションとして、二つの緑色LED4100は、共に、又ば別々に駆動することができる。
Referring now to FIG. 15, the structure of an
図16は、本発明の実施例による前記LED構造4000を内蔵するマイクロプロジェクタ5000を図示している。本発明の実施例によるマイクロプロジェクタ5000は、前記LEDパッケージ4000と、ライトパイプ5100と、PBS5200と、投影レンズ5600と、LCOSパネル5500と、オプションの反射偏光子5300と、オプションの波長板5400とを備えている。前記ライトパイプ5100は、その入力端部5110が前記LEDパッケージ4000の全てのLED4100を実質的にカバーし、カバーウインドウ4200パッケージウインドウ上に載置され、LED4100から放射された光を結合するのに使用される。本発明の実施例により、前記ライトパイプ5100は、下記のいずれかとして構成することができる。即ち、真直ぐな中空ライトパイプ、漸次的大きくテーパードされた(tapered)中実ライトパイプのように、中空ライトパイプ、中実ライトパイプ、ストレートライトパイプ、漸次的大きくテーパードされたライトパイプ、漸次的に小さくテーパードされたライトパイプ、複合放物状集光装置、その形状が等式によって定義される自由形状のライトパイプ、或いは数値的又はその他の手段によって決定される完全な自由形状のライトパイプ、又はこれらの任意の適当な組み合わせ。これら種々のライトパイプの全てをここではライトパイプ1200と総称する。ライトパイプについて言及される場合は、それは、常に、個々に記載の種々のライトパイプいずれか、又は、これら種々のライトパイプの組み合わせを含む。
FIG. 16 illustrates a
前記ライトパイプ5100の出力端部5120は、偏光ビームスプリッタ(PBS)5200と実質的に同じサイズを有し、光をこのPBS5200内に結合する。前記PBS5200はその全ての面は研磨されて導波路として機能する。前記ライトパイプ5100とPBS5200との間には、光の所定の偏光成分のみがPBS5200内に伝達されるように反射偏光子5300が配設されている。前記ライトパイプ5100と反射偏光子5300との間には、オプションの波長板5400、好ましくは4分の1波長板、を使用してシステムのリサイクリング効率を増大させることができる。図16に図示されているように、前記LCOSパネル5500は、ライトパイプ5100の丁度反対側に配設されている。前記PBS520の向きに応じて、前記LCOSパネル5500を、図17に図示されているように鉛直面に配設することができる。前記投影レンズ5600は図16又は図17に図示されているように、ライトパイプに対して鉛直に配設することができる。LCOSパネル5500に入射する光は、一般的にはF/2.4の、或る程度の発散を有するので、光がPBS5200によって妨げられることなく投影レンズ5600によって捕らえられるようにPBS5200はLCOSパネル5500よりも大きい。前記LCOSパネル5500は、ロスを最小化するためにPBS5200に対して可能な限り近く配設されている。PBS5200のLCOSパネル5500に面する面は、開口部5215を備える反射コーティング5210によってコーティングされ、開口部5215のサイズはLCOSパネル5500のサイズにマッチしている。その結果、光の一部がLCOSパネル5500を照射し、反射コーティング5210に入射する残りの光部分がライトパイプ5100内に戻り反射されLEDパッケージ4000にリサイクルされる。
The
本発明の実施例により、図18及び図19に図示されているように、図16及び17の反射偏光子5300は、省略することができ、その機能を、図18及び19に図示するように、前記PBS5200とこのPBSに追加された反射コーティング5210との組み合わせによって置き換えることができる。これによって、マイクロプロジェクタからもう一つのコンポーネントが省略され、それによってマイクロプロジェクタのコストが低減される。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例により、光の結合を改善するために、前記ライトパイプ5100の出力端部5120を凸状に形成することができる。好ましくは、このライトパイプ5100の出力端部5120の凸状面は一体レンズを形成する。本発明の一態様により、この一体レンズの機能は、ライトパイプ5100とPBS5200との間に配設されるオプションとしてのフレネルレンズ5700によって果たすことができる。フレネンレンズ5700の利点は、非常に薄く、本発明の一体型マイクロプロジェクタ用に極めて好適であることにある。好ましくは、最高の性能のために、フレネルレンズ5700又は一体レンズの焦点距離は調節される。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例により、前記マイクロプロジェクタ5000は、更に、ここに記載したカラーフィルタを備え、これは前記LEDパッケージ4000のカバーガラス4200上に載置されている。或いは、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ1000についてここに記載したように、前記カラーフィルタ4400を、ライトパイプ5100の入力面又は端部5110上にコーティングしてもよい。これによって、好ましくは、前記カバーガラス4200はオプションとなり、マイクロプロジェクタ5000から更にもう1つのコンポーネントが省略される。
According to an embodiment of the present invention, the
ここに記載したLEDパッケージ4000は、RGGB LEDパッケージではあるが、このLEDパッケージ4000は、複数のLED4100又は、カラーLED400の任意のMxNのアレイ、ここで、MとNは共に正の整数、を備えることも可能である。本発明の実施例により、各カラーLED4100は、カラーフィルタの製造をより容易にするために単数又は複数のLED設置を有するものとすることができる。即ち、各カラーは、互いに隣接する複数の小さなLED設置から作ることができる。従って、本発明の実施例により、同じ色のLEDのクラスタ(集合)を1つのLEDとして取り扱うことが可能である。
The
尚、色の数は、ここに記載した三(赤、緑、青)に限定されるものではない。本発明のマイクロプロジェクタは、単数の色、二つの色、三つの色、又は、三つ以上の色、のLEDを含むLEDパッケージを使用して実施することが可能である。 The number of colors is not limited to three (red, green, blue) described here. The microprojector of the present invention can be implemented using an LED package that includes LEDs of a single color, two colors, three colors, or three or more colors.
本発明の実施例により、前記PBS5200の全ての面は研磨される。PBS5200のいくつかの面は透過と全反射(TIR)用であり、他の面はTIR用のみに使用される。好ましくは、PBS5200のこれらのTIR専用の面は、オプションとして、組み立ての容易性のために、反射コーティングでコーティングすることができる。
According to an embodiment of the present invention, all surfaces of the
次に、図20を参照すると、ここには、LCOSパネル5500の方向から見たPBS5200が図示され、LCOSパネル5500がPBS面の一部のみを使用している状態が示されている。PBS面の残りの部分は、リサイクルの目的のために、反射性にされるか、若しくは、反射コーティング5210が備えられる。
Next, referring to FIG. 20, the
本発明の実施例により、前記マイクロプロジェクタ5000は、前記RGGB LED4100の代わりに白色LED4100のみを備えるLEDパッケージ4000を利用している。その結果、前記LEDパッケージ上のコーティング4400を省略することができる。前記マイクロプロジェクタ5000は、白色LED4100と、ライトパイプ5100と、PBS5200とを有する。もしも図16−19に図示されているように標準型LCOSパネル5500を使用するのであれば、その出力はスクリーン(図示せず)上に投影された白黒画像になる。好ましくは、カラー画像を作り出すために、標準型LCOSパネルの代わりにカラーピクセルLCOSを使用することができる。このカラーピクセルLCOSは、それらのピクセルのいくつかが赤色となり、ピクセルのいくつかが緑色となり、ピクセルのいくつかが青色となるように、そのピクセル上に透明カラーフィルタを備えて形成することができる。本発明の態様により、前記ピクセルの一部は着色されず、白色ピクセルと見なされ、それによってディスプレイの光度を増大させる。カラーピクセルLCOSは構造を単純化するが、その解像度は低いものとなる可能性がある。ある種の用途においては、もしもそれによってマイクロプロジェクタの複雑性が減少しそれによってマイクロプロジェクタのコストが低減されるのではあれば、低い解像度も許容可能である。
According to an embodiment of the present invention, the
本発明の実施例によれば、前記マイクロプロジェクタ5000は、テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル光処理(DLP(登録商標))装置に類似のデジタルミラー装置(DMD)5910を内蔵する。このDMD5910は、好ましくは、DMDパッケージ5900上にマウントされる。前記DMD5910は、多数の小さなミラー(ピクセル)を備え、これらのミラーはチルト可能である。ピクセルOFF状態で光が前記DMD5910に入射すると、この光は入射角から離れる方向であって前記投影レンズ5600から離れる方向に反射され、スクリーン(図示せず)上には投影されない。ピクセルがONになると、DMD5910のミラーは入射ビームに向けてチルトし、反射光は投影レンズ5600に向けられ、スクリーン上に投影される。前記TIR立方体プリズム5800は、二つの三角プリズム5810,5820を備え、ここで第1の三角プリズム5810はDMD5910への入射ビームを提供し、この入射ビームは全反射によって反射される。DMD5910からの反射ビームは反射されずに、境界部材を通って第2三角プリズム5820へと透過される。これら二つの三角プリズム5810,5820は、DMD5910からの画像が歪まないように互いに平行な境界面を形成する。
According to an embodiment of the present invention, the
前記第1三角プリズム5810の全部の面(そして、好ましくは、前記第2三角プリズム5820の全部の面も)は、導波路を形成するように、研磨される。最大効率のために、角度シーター(θ)が調節される。DMD5910に入射する光はある数値の開口(aperture)を有するので、図21に図示されているように、TIRプリズム5800はDMDの画像形成領域よりも大きい。DMD面においてTIRプリズム5800へと案内される光はより大きく、そしてもしも光が収集されなければ、その光は通常は失われてしまう。従って、本発明の実施例によれば、前記TIRプリズム5800の画像形成領域の外側の領域は、反射構造5920によってカバーされる。好ましくは、前記反射構造5920は、アングルミラーアレイ、アングルリフレクタアレイ、複数のミラーのアングルアレイ、又レトロリフレクタアレイであって、それにより、アングルミラーアレイ5920に入射する光は図21において線(b)として図示されているように、入射角に戻し反射される。前記アングルミラーアレイ5920は、その厚みをどのくらいにすることが出来るかによって決まる間隔を備えて形成することができる。この制約は、通常、TIRプリズム5800とDMDパッケージ5900との間の空間によるものである。反射光は、最終的に、ライトパイプ5100を通ってLED4100へと戻る。
The entire surface of the first triangular prism 5810 (and preferably the entire surface of the second triangular prism 5820) is polished to form a waveguide. The angle sheeter (θ) is adjusted for maximum efficiency. Since light incident on the DMD 5910 has a certain numerical aperture, the TIR prism 5800 is larger than the image forming area of the DMD, as shown in FIG. The light guided to the TIR prism 5800 at the DMD surface is larger, and if light is not collected, it will usually be lost. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the area outside the image forming area of the TIR prism 5800 is covered by the reflection structure 5920. Preferably, the reflecting structure 5920 is an angle mirror array, an angle reflector array, an angle array of a plurality of mirrors, or a retroreflector array, so that light incident on the angle mirror array 5920 is shown by a line (b ) And reflected back to the incident angle. The angle mirror array 5920 can be formed with an interval determined by how much the thickness can be made. This limitation is usually due to the space between the TIR prism 5800 and the DMD package 5900. The reflected light eventually returns to the
次に図22a〜bを参照すると、ここには本発明の実施例による光マルチプレクサ及びリサイクラ6000が図示されている。この光マルチプレクサ及びリサイクラ6000は、ライトパイプ6100を有する。当該ライトパイプ6100の断面は、矩形、正方形、円形、などとすることができる。本発明の実施例により、前記ライトパイプ6100は、下記のいずれかとして構成することができる。即ち、真直ぐな中空ライトパイプ、漸次的大きくテーパードされた中実ライトパイプのように、中空ライトパイプ、中実ライトパイプ、ストレートライトパイプ、漸次的に大きくテーパードされたライトパイプ、漸次的に小さくテーパードされたライトパイプ、複合放物状集光装置、その形状が等式によって定義される自由形状のライトパイプ、或いは数値的又はその他の手段によって決定される完全な自由形状のライトパイプ、又はこれらの任意の適当な組み合わせ。これら全ての様々なライトパイプがここではライトパイプ1200と総称される。ライトパイプについて言及される場合は、それは、常に、個々に記載の種々のライトパイプいずれか、又は、これら種々のライトパイプの組み合わせを含む。
Referring now to FIGS. 22a-b, there is illustrated an optical multiplexer and recycler 6000 according to an embodiment of the present invention. The optical multiplexer /
その出力端部6120を右側として、前記ライトパイプ6100の上面、下面及び左面は、反射コーティングされている。図22上図に示されているように、上を向いた下面6130はLEDチップ6200のための三つの開口部を備えている。赤色チップチップ6200は、赤色の光を透過し緑色と青色の光を反射するCRコーティングを備える赤色ウインドウ6310に配設される。緑色チップチップ6200は、緑色の光を透過し赤色と青色の光を反射するCGコーティングを備える緑色ウインドウ6320に配設される。青色チップチップ6200は、青色の光を透過し赤色と緑色の光を反射するCBコーティングを備える青色ウインドウ6330に配設される。オプションとして、前記ライトパイプの側壁を、本来的に使用可能であるように、全反射コーティングすることが可能である。その結果、前記赤色チップ6200からの光は前記赤色反射ウインドウ6310により、緑色や青色のチップ6200には見えない。緑色と青色チップ6200についても同じことが言える。
With the
従って、各色がそれ自身のリサイクリングシステムを形成し、全ての色が同じライトパイプ6100内で混合されて、多重化された出力6400を作り出す。
Thus, each color forms its own recycling system and all colors are mixed in the
図22は、赤、緑及び青のLEDチップ6200を使用する構成を図示しているが、一般的構造は、図23に図示されているように単数又は複数の色の単数又は複数のチップから構成することができる。LEDチップ6200の各色にマッチする対応のコーティングが使用される。例えば、同じ色の二つ以上のチップ6200を、同じタイプのコーティングされたウインドウ6310,6320,6330と使用することができる。特定の用途に必要とされる異なる色の相対的強度に応じて、適当な数のチップを利用することが可能である。前記LEDチップ6200は図22−23においてそれぞれ単一のLEDチップ6200として図示されているが、これは、複数のチップが任意のアレイ形態で集められた状態で、同じ色の複数のチップから構成することも可能である。これらのチップ間の空間は最大限にすることが好ましい。
Although FIG. 22 illustrates a configuration using red, green and
本発明の実施例により、図24に図示されているように、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ6000は、更に、前記ライトパイプ6100の出力端部6120に特定の用途のために適した開口部を備える出力反射開口を含み、それによって更なるリサイクリングを提供することができる。偏光光用途に場合、反射偏光子6500とオプションとしての波長板6600とを追加することができる。本発明の他の実施例に関連してここに記載した反射コーティング又は開口部、反射偏光子及び光波長板に関する記載はここでも同様に当てはまるのでここでは繰り返し説明されない。
According to an embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 24, the optical multiplexer and recycler 6000 further includes an output at the
本発明の実施例により、図25に図示されているように、前記光マルチプレクサ及びリサイクラ6000は、前記マルチプレクサ及びリサイクラライトパイプ6100と一体化されたテーパードライトパイプ6700又は、出力を所望のサイズと角度とに変換するための別体のライトパイプ6700を含む。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 25, the optical multiplexer and
本発明の実施例により、図26aに図示されているように、白色LED6200を使用している前記光マルチプレクサ及びリサイクラ6000は、そのウインドウ6340がコーティングを持たない。単一色のLED6200が使用される場合、図26aに図示されているように、コーティング無しのクリアウインドウ6200も使用可能である。
According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 26a, the optical multiplexer and recycler 6000 using the
本発明の実施例により、図26bに図示されているように、その波長が互いに非常に近い二つのLEDを使用する場合、それらをコーティングウインドウ6350,6360を使用して多重化することが可能であるので、それによって、システム6000の光度を高めることが可能である。例えば、この実施例は、それらの波長が共に緑色と見なすことが可能であるほど十分に近い二つ以上の緑色チップ6200と使用可能である。
In accordance with an embodiment of the present invention, when using two LEDs whose wavelengths are very close to each other, as illustrated in FIG. 26b, it is possible to multiplex them using
以上説明した本発明は、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく様々に変更可能であることが当業者に理解されるであろう。そのような全ての任意の変更構成も下記の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。 It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention described above can be variously modified without departing from the spirit and scope of the present invention. All such optional modifications are intended to be included within the scope of the following claims.
Claims (104)
それぞれが光出力を放射する複数のLEDを含むLED層、
入力端部と出力端部とを備える光学層、ここで当該光学層の前記入力端部は前記複数のLEDに接続されてこれら複数のLEDからの光出力を多重化する、そして
前記光学層の前記出力端部に接続された開口層、これは、前記多重化光出力の一部を透過して単一の光出力を提供する透過開口部と、前記多重化光出力の残り部分を前記光学層の前記入力端部に向けて反射し、それによって当該多重化光の残り部分を前記複数のLEDにリサイクルして前記複数のLEDの光出力の光度を増大させる反射面と、を備えている。 An optical multiplexer and recycler comprising:
An LED layer comprising a plurality of LEDs each emitting light output;
An optical layer comprising an input end and an output end, wherein the input end of the optical layer is connected to the plurality of LEDs to multiplex the light output from the plurality of LEDs; and An aperture layer connected to the output end, which transmits a portion of the multiplexed light output to provide a single light output, and the remaining portion of the multiplexed light output to the optical A reflective surface that reflects toward the input end of the layer, thereby recycling the remainder of the multiplexed light to the plurality of LEDs to increase the luminous intensity of the light output of the plurality of LEDs. .
光出力を放射するLEDを含むLED層、
入力端部と出力端部とを備えるライトパイプ、ここで該ライトパイプの前記入力端部は前記LEDに接続されている、
前記ライトパイプの前記出力端部に接続された開口層、これは、前記光出力の一部を透過する透過開口部と、前記光出力の残りの部分を前記ライトパイプの前記入力端部に向けて反射して、それによってこの光出力の残り部分を前記LEDにリサイクルして、前記LEDの光出力の光度を増大させる反射面とを備える、
前記ライトパイプと前記開口層との間に配設されて前記光出力の所定の偏光成分を透過しつつ、前記光出力のその他全ての偏光成分を反射し、それによって前記光出力の未使用偏光成分を前記LEDにリサイクルして前記LEDの前記光出力の光度を増大させる反射偏光子、
前記光出力の所定の偏光成分を受けこれを反射する反射型液晶(LCOS)パネル、ここで、前記透過開口部のサイズは、前記LCOSパネルのサイズに実質的にマッチし、これにより、偏光ビームスプリッタ(PBS)の前記LCOSパネルを接続する面が前記LCOSパネルよりも大きい、そして
前記LCOSパネルからの前記光出力の前記所定偏光成分を捕らえて画像を投影する投影レンズ。 A microprojector comprising:
An LED layer comprising LEDs emitting light output,
A light pipe comprising an input end and an output end, wherein the input end of the light pipe is connected to the LED;
An aperture layer connected to the output end of the light pipe, which is a transmissive aperture that transmits a portion of the light output and directs the remainder of the light output to the input end of the light pipe. A reflective surface that reflects and thereby recycles the remainder of this light output to the LED to increase the light intensity of the light output of the LED;
Arranged between the light pipe and the aperture layer to transmit a predetermined polarization component of the light output and reflect all other polarization components of the light output, thereby unused polarization of the light output A reflective polarizer that recycles components to the LED to increase the luminous intensity of the light output of the LED;
A reflective liquid crystal (LCOS) panel that receives and reflects a predetermined polarization component of the light output, wherein the size of the transmissive aperture substantially matches the size of the LCOS panel, whereby a polarized beam A projection lens for projecting an image by capturing the predetermined polarization component of the light output from the LCOS panel, wherein a surface of the splitter (PBS) connecting the LCOS panel is larger than the LCOS panel.
光出力を放射するLEDを含むLED層、
入力端部と出力端部とを備えるライトパイプ、ここで前記ライトパイプの前記入力端部はLEDに接続されている、
偏光ビームスプリッタ(PBS)であって、その全ての面は全反射を提供するべく研磨されることによって前記PBSが波長板として機能し、前記PBSは、前記ライトパイプの前記出力端部に接続されるとともに透過開口部を備え、ここで前記PBSの前記ライトパイプに接続する面は前記ライトパイプの前記出力端部に実質的に等しいサイズを有する、
前記光出力の所定の偏光成分を受けこれを反射する反射型液晶(LCOS)パネル、ここで、前記透過開口部のサイズは、前記LCOSパネルのサイズに実質的にマッチし、これにより、前記PBSの前記LCOSパネルを接続する面が前記LCOSパネルよりも大きい、
前記PBSの面に接続されて、前記LCOSパネルからの前記光出力の前記所定偏光成分を捕らえて画像を投影する投影レンズ、そして
ここで、前記PBSの全ての面は、前記投影レンズと前記透過開口部とに接続された面を除いて反射コーティング有して、前記光出力の一部を前記透過開口部を通って透過するとともに、前記光出力の残りの部分を前記LEDに戻し反射しリサイクルして前記LEDの光出力の光度を増大させる。 A microprojector comprising:
An LED layer comprising LEDs emitting light output,
A light pipe comprising an input end and an output end, wherein the input end of the light pipe is connected to an LED;
A polarizing beam splitter (PBS), all surfaces of which are polished to provide total reflection, so that the PBS functions as a wave plate, and the PBS is connected to the output end of the light pipe. The surface of the PBS connected to the light pipe has a size substantially equal to the output end of the light pipe,
A reflective liquid crystal (LCOS) panel that receives and reflects a predetermined polarization component of the light output, wherein the size of the transmissive aperture substantially matches the size of the LCOS panel, thereby providing the PBS The surface connecting the LCOS panel is larger than the LCOS panel.
A projection lens connected to the surface of the PBS to capture the predetermined polarization component of the light output from the LCOS panel and project an image; and wherein all surfaces of the PBS are connected to the projection lens and the transmission lens It has a reflective coating except for the surface connected to the opening, and transmits a part of the light output through the transmission opening and reflects the remaining part of the light output back to the LED for recycling. Thus, the luminous intensity of the light output of the LED is increased.
光出力を放射するLEDを含むLED層、
入力端部と出力端部とを備えるライトパイプ、ここで前記ライトパイプの前記入力端部はLEDに接続されている、
全反射(TIR)立方体プリズム、これは第1及び第2三角プリズムを含み、これら第1及び第2三角プリズムの全ての面は研磨されて導波路を提供する、
画像形成領域を提供するべく前記TIR立方体プリズムの前記第1三角プリズムの面に接続された複数のチルト可能ミラーを含むデジタルミラー装置(DMD)、ここで前記第1三角プリズムの前記面は、前記画像形成領域と前記DMDに入射する前記光出力の光線よりも大きい、
前記画像形成領域の外側で前記三角プリズムの前記面をカバーする反射構造、ここで当該反射構造は、この反射構造に入射する前記光出力の光線の残り部分を前記LEDに向けての反射、リサイクルして前記DMDの光出力の光度を増大させる、そして
前記第2三角プリズムの面に接続されて、前記DMDの前記チルト可能ミラーがONされた時に、前記DMDから反射された前記光線を捕らえて画像を投影する投影レンズ。 A microprojector comprising:
An LED layer comprising LEDs emitting light output,
A light pipe comprising an input end and an output end, wherein the input end of the light pipe is connected to an LED;
A total internal reflection (TIR) cubic prism, which includes first and second triangular prisms, where all surfaces of the first and second triangular prisms are polished to provide a waveguide;
A digital mirror device (DMD) including a plurality of tiltable mirrors connected to a surface of the first triangular prism of the TIR cubic prism to provide an image forming area, wherein the surface of the first triangular prism is Larger than the light beam of the light output incident on the image forming area and the DMD,
A reflective structure that covers the surface of the triangular prism outside the image forming region, where the reflective structure reflects and recycles the remaining light rays of the light output incident on the reflective structure toward the LED. To increase the luminous intensity of the light output of the DMD, and when the tiltable mirror of the DMD is turned on and connected to the surface of the second triangular prism, the light beam reflected from the DMD is captured. Projection lens that projects images.
光源によって励起された時に光線を放射するとともに、反射面を備える発光層、
入力端部と出力端部とを備えるライトパイプ、ここで前記ライトパイプの前記入力端部は前記発光層に接続されて当該発光層からの光線を多重化して光出力を提供する、そして
前記ライトパイプの前記出力端部に接続された開口層、これは、前記光出力の一部を透過する透過開口部と、前記透過開口部に向けて光出力の残り部分を戻し反射しリサイクルする前記発光層に向けて光出力の残り部分を反射する反射面と、を有する。 An optical multiplexer and recycler comprising:
A light emitting layer that emits light when excited by a light source and has a reflective surface;
A light pipe having an input end and an output end, wherein the input end of the light pipe is connected to the light emitting layer to multiplex light rays from the light emitting layer to provide a light output; and An aperture layer connected to the output end of the pipe, which is a transmissive aperture that transmits a portion of the light output, and the light emission that reflects and recycles the remaining portion of the light output toward the transmissive aperture And a reflective surface that reflects the remainder of the light output towards the layer.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011085834A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Seiko Epson Corp | Lighting system, projector, and electronic apparatus |
CN103076712A (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-01 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Projection light source and projection device using same |
JP2015502565A (en) * | 2011-10-24 | 2015-01-22 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Tilted dichroic polarizing beam splitter |
WO2021132993A1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Projector |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5581629B2 (en) | 2009-08-20 | 2014-09-03 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
JP5504747B2 (en) | 2009-08-20 | 2014-05-28 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
US8602567B2 (en) * | 2009-09-29 | 2013-12-10 | Wavien, Inc. | Multiplexing light pipe having enhanced brightness |
US20110164430A1 (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-07 | Kenneth Li | Illuminator using light emitting diode light recycling with collimation |
US8729581B2 (en) | 2010-01-13 | 2014-05-20 | Apple Inc. | Light guide for LED source |
JP5772090B2 (en) | 2011-03-11 | 2015-09-02 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
JP5223941B2 (en) * | 2011-03-28 | 2013-06-26 | カシオ計算機株式会社 | Projection device |
JP2012209036A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Jvc Kenwood Corp | Light source device |
TWI450019B (en) | 2011-10-06 | 2014-08-21 | Acer Inc | Illumination system and projection apparatus |
CN103091955B (en) * | 2011-11-08 | 2017-09-01 | 宏碁股份有限公司 | Illuminator and projection arrangement |
CN102623624B (en) * | 2012-01-30 | 2015-06-17 | 厦门阳光恩耐照明有限公司 | Light-emitting device and light-emitting method thereof |
KR101361092B1 (en) * | 2012-09-24 | 2014-02-13 | 주식회사 에스엘 서봉 | Automotive lamp |
CN103713454B (en) * | 2012-09-28 | 2016-12-07 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | Light-emitting device and relevant projecting system |
JP2014187026A (en) * | 2014-04-30 | 2014-10-02 | Seiko Epson Corp | Illumination device, projector and electronic equipment |
JP6843876B2 (en) * | 2016-02-26 | 2021-03-17 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. | Display system with multiple optical pipes for multiple light emitters |
KR102620661B1 (en) | 2017-02-24 | 2024-01-04 | 삼성전자주식회사 | Light emitting diode apparatus and manufacturing method thereof |
CN111007660B (en) * | 2019-12-25 | 2024-06-25 | 上海观纳智能科技有限公司 | Multimode ultrathin light source device of phase contrast microscope and application method thereof |
JP2024502701A (en) | 2020-12-20 | 2024-01-23 | ルムス エルティーディー. | Image projector with laser scanning on spatial light modulator |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098483A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Ricoh Co Ltd | Optical member and illumination device using the same, and enlargement projection device |
JP2003241193A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-27 | Ricoh Co Ltd | Illumination device and display device |
WO2003098329A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Infocus Corporation | Imaging light source with polarization and color recovery |
JP2005031677A (en) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Lighting unit and projection type image display device equipped with same |
JP2007265626A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Seiko Epson Corp | Lighting fixture and projector |
WO2007146373A2 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Wavien, Inc. | Illumintion system and method for recycling light to increase the brightness of the light source |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5829858A (en) * | 1997-02-18 | 1998-11-03 | Levis; Maurice E. | Projector system with light pipe optics |
JP3585097B2 (en) * | 1998-06-04 | 2004-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device, optical device and liquid crystal display device |
US6517218B2 (en) * | 2000-03-31 | 2003-02-11 | Relume Corporation | LED integrated heat sink |
US6464366B1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-10-15 | Bright View Electronics Co., Ltd | Illumination device providing longitudinal illumination |
KR20080083367A (en) * | 2001-04-25 | 2008-09-17 | 웨이비엔, 인코포레이티드 | Light recovery for projection displays |
US6739723B1 (en) * | 2001-12-07 | 2004-05-25 | Delta Electronics, Inc. | Polarization recapture system for liquid crystal-based data projectors |
US6836576B2 (en) * | 2002-02-08 | 2004-12-28 | Wavien, Inc. | Polarization recovery system using light pipes |
US7360900B2 (en) * | 2004-03-10 | 2008-04-22 | Seiko Epson Corporation | Illuminating apparatus, image display apparatus, and projector |
TW200641416A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-01 | Bright View Electronics Co Ltd | A lighting device providing longitudinal illumination |
US8267521B2 (en) * | 2005-08-31 | 2012-09-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical element, illuminating device, and projection type video display |
TWI300834B (en) * | 2006-06-14 | 2008-09-11 | Young Optics Inc | Illumination system and projection apparatus |
-
2009
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- 2009-01-20 WO PCT/US2009/000356 patent/WO2009091610A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098483A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Ricoh Co Ltd | Optical member and illumination device using the same, and enlargement projection device |
JP2003241193A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-27 | Ricoh Co Ltd | Illumination device and display device |
WO2003098329A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Infocus Corporation | Imaging light source with polarization and color recovery |
JP2005031677A (en) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Lighting unit and projection type image display device equipped with same |
JP2007265626A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Seiko Epson Corp | Lighting fixture and projector |
WO2007146373A2 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Wavien, Inc. | Illumintion system and method for recycling light to increase the brightness of the light source |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011085834A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Seiko Epson Corp | Lighting system, projector, and electronic apparatus |
JP2015502565A (en) * | 2011-10-24 | 2015-01-22 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Tilted dichroic polarizing beam splitter |
CN103076712A (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-01 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Projection light source and projection device using same |
CN103076712B (en) * | 2011-10-26 | 2015-05-27 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Projection light source and projection device using same |
WO2021132993A1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Projector |
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