JP2011512547A5

JP2011512547A5 -

Info

Publication number: JP2011512547A5
Application number: JP2010543150A
Authority: JP
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2011-10-20

Claims

光マルチプレクサ及びリサイクラであって、以下を有する、
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。
請求項１に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記透過開口部は１６：９又は４：３のアスペクト比を有する。
請求項１又は２に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記複数のＬＥＤは、ＭｘＮアレイに配置され、ここでＭとＮは共に正の整数である、又は、ヒートシンク上にマウントされ、
或いは、前記ＬＥＤ層は、ヒートシンク層上にマウントされたＬＥＤウエハであり、好ましくは、異なる色の前記複数のＬＥＤを提供するべく前記ＬＥＤウエハ上に堆積されるカラー蛍光物質を有する。
請求項１から３のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記複数のＬＥＤは、複数のカラーＬＥＤチップを含み、好ましくは、前記複数のカラーＬＥＤチップは、複数の緑色ＬＥＤ、複数の赤色ＬＥＤ及び１つの青色ＬＥＤを含む。
請求項１から４のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、更に、前記ＬＥＤ層をカバーするフィルタ層を有し、ここで、各ＬＥＤをカバーする当該フィルタ層の領域は、前記カラーＬＥＤチップによって放射された色の光を透過し、その他全ての色の光を反射し、ここで、前記緑色ＬＥＤチップをカバーする前記フィルタ層の領域は、緑色の光を透過しつつその他全ての色の光を反射し、前記青色ＬＥＤチップをカバーする前記フィルタ層の領域は、青色の光を透過しつつその他全ての色の光を反射し、そして前記赤色ＬＥＤチップをカバーする前記フィルタ層の領域は、赤色の光を透過しつつその他全ての色の光を反射する。
請求項１から５のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記光学層は、（１）前記複数のＬＥＤからの光出力の一部を前記開口層に対して透過する、レンズ層、複数のレンズ、又はライトパイプと、（２）前記複数のＬＥＤからの光出力の残り部分をリサイクリングのために前記複数のＬＥＤに戻し反射する、反射層、球状リフレクタ、又はライトパイプとを有し、これによってヒートシンク層上にマウントされたＬＥＤウエハのためのウエハスケール照明システムのアレイが提供され、ここで、前記ライトパイプは、好ましくは、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、及び自由形状のライトパイプのうちの少なくとも１つである。
請求項６に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、反射層、反射コーティング、又は反射コーティングによって選択的にコーティングされたガラスプレートが、前記ライトパイプにおける出力端部と、前記複数のＬＥＤが接続されている領域以外の入力端部と、の一方又は双方をカバーする。
請求項１から６のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、更に以下のいずれかを有する、
前記透過開口部をカバーする複数のカラーフィルタを含むカラーホイール、これは、当該カラーホイールのどのカラーフィルタが前記透過開口部をカバーしているかに応じて、異なる色の光を透過する、又は、
前記透過開口部をカバーする反射コーティング、これは、所定の色の光を透過し、その他全ての色の光を反射する、又は、
前記透過開口部をカバーする反射偏光層もしくは反射偏光板、これは、前記単一光出力の所定の偏光成分を透過しつつ、前記単一光出力のその他全ての偏光成分を前記光学層の前記入力端部に向けて反射し、それによって前記光の未使用偏光部分を前記複数の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、オプションの波長板、これは、前記単一光出力の偏光状態を回転させて、前記光の未使用偏光成分を前記所定の光偏光成分に変換する、及びオプションの投影レンズ、これは、前記光出力の前記所定の偏光成分を捕らえてマイクロプロジェクタを提供する。
請求項１から８のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記ＬＥＤ層はヒートシンク層上にマウントされたＬＥＤウエハであり、異なる色の前記複数のＬＥＤを提供するべく前記ＬＥＤウエハ上に堆積されるカラー蛍光物質を有し、更に、前記透過開口部をカバーする反射偏光層上のディスプレイパネルの層と、前記ディスプレイパネル層上の投影レンズ層とを有し、それによってウエハスケールプロジェクタシステムのアレイを提供し、ここで、前記ディスプレイパネル層は、好ましくは、透過性液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの層を含み、またここで、前記カラー蛍光物質は、複数の白色ＬＥＤを提供する白色蛍光物質、又は赤、緑及び青色ＬＥＤを提供する赤、緑及び青蛍光物質を含み、そして、前記ウエハスケールＬＥＤプロジェクタシステムの前記アレイは、オプション的に個々の片に切断されて複数の別々のウエハスケールプロジェクタシステムを提供する。
請求項１から９のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラを組み込んだマイクロプロジェクタであって、前記ＬＥＤ層は、光出力を放射するＬＥＤを有し、前記光学層は、入力端部と出力端部とを備えるライトパイプを有し、ここで該ライトパイプの前記入力端部は前記ＬＥＤに接続されており、そして更に以下を有する、
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、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。
請求項１０に記載のマイクロプロジェクタであって、前記開口層は、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であり、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が導波路として機能し、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し、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を有して、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、
ここで、前記ライトパイプの前記出力端部は、好ましくは凸面を有し、一体型レンズを形成し、更に、前記ライトパイプと前記ＰＢＳとの間に配設されたオプションのフレネルレンズを有する。
請求項１０又は１１に記載のマイクロプロジェクタであって、前記ＬＣＯＳパネルは、前記ライトパイプの前記出力端部の反対側又は、前記ライトパイプに対して鉛直に配設されている。
請求項１０又は１１に記載のマイクロプロジェクタであって、前記ＬＥＤは白色ＬＥＤであり、前記ＬＣＯＳパネルはカラーピクセルＬＣＯＳであり、前記カラーピクセルＬＣＯＳは、好ましくは、複数の赤、緑及び青色ピクセルを提供するオプションの透明カラーフィルタを含む。
請求項１から９のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラを組み込んだマイクロプロジェクタであって、前記ＬＥＤ層は、光出力を放射するＬＥＤを有し、前記光学層は、入力端部と出力端部とを備えるライトパイプを有し、ここで該ライトパイプの前記入力端部は前記ＬＥＤに接続されており、そして更に以下を有する、
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、前記画像形成領域及び前記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。
請求項１４に記載のマイクロプロジェクタであって、前記ライトパイプ、前記ＴＩＲ立方体プリズム、前記ＤＭＤ、及び前記投影レンズの間の空間は空隙又は低指数接着剤によって充填され、ここで前記反射構造は、アングルリフレクタアレイ、ミラーのアングルアレイ、回折格子又はレトロリフレクアレイ、のいずれかである。
請求項１０から１５のいずれか一項に記載のマイクロプロジェクタであって、前記ＬＥＤは、互いに緊密にパッキングされた同じ色のＬＥＤのクラスタ、又は複数のカラーＬＥＤのアレイを有するＬＥＤパッケージであり、前記ＬＥＤパッケージは、好ましくは青、緑及び赤ＬＥＤのアレイを含み、更に、前記カラーＬＥＤのアレイをカバーする反射層を含み、前記反射層は、好ましくは、（１）２色性コーティングによってコーティングされ、これにより、前記反射層のカラーＬＥＤをカバーする領域はこのカラーＬＥＤによって放射された色の光を透過するとともに、他の全ての色の光をリサイクリングのために前記カラーＬＥＤに戻し反射し、或いは（２）前記ライトパイプの前記入力端部の２色性コーティングであって、これにより、前記ライトパイプの前記入力端部上の前記反射面のカラーＬＥＤに接続された領域はこのカラーＬＥＤによって放射された色の光を透過するとともに、他の全ての色の光をリサイクリングのために前記カラーＬＥＤに戻し反射する。
請求項１６に記載のマイクロプロジェクタであって、前記ＬＥＤパッケージは、以下の１つを有する、
少なくとも、１つの赤色ＬＥＤ、１つの青色ＬＥＤ、及び１つの赤色ＬＥＤのアレイ、或いは、少なくとも、１つの赤色ＬＥＤ、１つの青色ＬＥＤ、及び二つの緑色ＬＥＤのアレイ。
光マルチプレクサ及びリサイクラであって、以下を含む、
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。
請求項１８に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記発光層は、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の種類の組成物を含み、好ましくは、前記単数又は複数種類の組成物は、前記発光層のそれぞれ異なる領域が異なる色の光線を放射するように前記発光層において空間的に分布され、前記発光層を励起するために使用される前記光源は、アークランプ、ＬＥＤ又はレーザのいずれかであり、前記レーザは、好ましくは、赤色、緑色及び青色光の発光材料を含む発光層を励起する少なくとも１つのダイオードレーザであり、各光の発光材料は、同じ又は異なるダイオードレーザによって励起される。
請求項１８又は１９に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記光源は、第１波長の光線を放射し、前記発光層は第２波長の光線を放射し、前記第１波長は前記第２波長よりも短い又は長い。
請求項１８から２０のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記発光層は、（１）前記ライトパイプの前記入力端部上、（２）前記ライトパイプの前記入力端部の近傍に配設されたガラスプレート上、又は（３）前記光源上、にコーティングされている。
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、更に、互いに対向する反射層によって形成され、前記発光層及び前記光源の一方又は双方を収納して、当該発光層によって放射された光線の角度分布を減少させるキャビティを有する。
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の光マルチプレクサ及びリサイクラであって、前記発光層は、前記光源からの光線を透過しつつ、前記発光層から放射された前記光線を反射して、前記発光層が１つの方向の光線を放射するように、コーティングされ、更に、オプションの三つの立方体プリズムを有し、ここで、前記発光層は、好ましくは、それぞれ、赤色、緑色及び青色の光線を放射する赤色、緑色及び青色発光材料を含み、各発光材料は少なくとも１つのダイオードレーザによって励起されるとともに別々の立方体プリズムに接続されて前記赤色、緑色及び青色の光線を赤色の単一の光出力へと多重化する。