(57)【要約】  投影サブシステムは、集光レンズ、コリメータ、及び少なくとも１つの固体光発光体を供給する光エンジンを含む。投影レンズアセンブリは、画像を受け、光束を有する投影ビームを供給する。投影サブシステムは、携帯効率を有する。
2009545776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを供給する光エンジンであって、集光レンズ、コリメータ及び、ある電力レベルを受け、放熱器に結合可能であって、ある発光体光束レベルの光ビームを供給する少なくとも１つの固体非干渉光発光体を含む光エンジンと、
画像データを受け、少なくとも前記光ビームの成分を受けて、画像を供給する画像形成装置と、
前記画像を受け、ある投影光束レベルの画像投影ビームを供給する投影レンズアセンブリと、を備え、
光束と電力レベルの比率が少なくとも３．８ルーメン／ワットであり、投影サブシステム容積が１４立方センチメートル未満である携帯効率を有する、投影サブシステム。
【請求項２】
内部偏光フィルタを含む屈折体を更に備え、前記屈折体は、前記光ビームを受けて、前記光ビームの偏光成分を前記画像形成装置に供給する、請求項１に記載の投影サブシステム。
【請求項３】
前記投影サブシステムは、１４ミリメートル未満の厚さを有する、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項４】
前記画像形成装置に隣接して、非ゼロのレンズパワーを有する少なくとも１つのレンズ表面を更に備える、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項５】
前記レンズ表面は、前記屈折体の曲面を含む、請求項４に記載の投影サブシステム。
【請求項６】
前記携帯効率が、３．６ワット未満の電力レベル、投影光束レベルと電力レベルの比率が少なくとも７ルーメン／ワット、及び投影光束レベルと電力レベルの比率が少なくとも１０ルーメン／ワットから成る群から選択される携帯効率限界を有する、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項７】
前記放熱器を更に含む、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項８】
前記屈折体は、前記内部偏光フィルタの対向側にプラスチック樹脂材料体を含む、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項９】
前記内部偏光フィルタは、多層光学フィルムを含む、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項１０】
前記コリメータに隣接して配置された反射偏光子を更に備える、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項１１】
前記画像投影ビームのアスペクト比を調節するアナモルフィック光学面を含む、請求項２に記載の投影サブシステム。
【請求項１２】
光ビームを供給する光エンジンであって、集光レンズ、コリメータ及び、ある電力レベルを受け、放熱器に結合可能であって、ある発光体光束レベルの光ビームを供給する少なくとも１つの固体非干渉光発光体を含む光エンジンと、
画像データを受け、少なくとも前記光ビームの成分を受けて、画像を供給する画像形成装置と、
前記画像を受け、ある投影光束レベルの画像投影ビームを供給する投影レンズアセンブリと、を備え、
電力レベルが３．６ワット未満であり、投影サブシステム容積が１４立方センチメートル未満であり、投影サブシステム厚さが１４ミリメートル未満である携帯効率を有する、投影サブシステム。
【請求項１３】
前記携帯効率は、光束レベルと電力レベルの比率が少なくとも３．８ルーメン／ワットである、請求項１２に記載の投影サブシステム。
【請求項１４】
前記集光レンズは、半球ボールレンズを含む、請求項１２に記載の投影サブシステム。
【請求項１５】
発光ダイオード源は、高発光及び低発光の不均一領域を有する少なくとも１つの発光ダイオードを含み、部分集光が低発光領域を補填して照射の均一性を増加させている、請求項１２に記載の投影サブシステム。
【請求項１６】
前記コリメータに隣接して配置された反射偏光リサイクラーを更に備える、請求項１２に記載の投影サブシステム。
【請求項１７】
前記光ビームを受け、前記光ビームを整形し、前記光ビームのアスペクト比を変更するアナモルフィック光学面を含む、請求項１２に記載の投影サブシステム。
【請求項１８】
集光レンズ、コリメータ及び、ある電力レベルを受け、放熱器に結合可能であって、ある発光体光束レベルの光ビームを供給する少なくとも１つの固体非干渉光発光体を含む光エンジンからの光ビームを供給することと、
画像データを受ける画像形成装置において少なくとも前記光ビームの成分を受け、前記画像形成装置から画像を供給することと、
投影レンズアセンブリにおいて前記画像を受け、ある投影光束レベルの画像投影ビームを供給することと、
光束と電力レベルの比率が少なくとも３．８ルーメン／ワットであり、投影サブシステム容積が１４立方センチメートル未満である携帯効率を提供することとを含む方法。
【請求項１９】
内部偏光フィルタを含む屈折体において前記光ビーム線を受け、前記屈折体は、前記光ビームの偏光成分を前記画像形成装置に供給することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記投影サブシステムが１４立方センチメートルを超えない容積を有するように、前記光学コンポーネントの寸法を配置し選択することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
反射偏光リサイクルを設けて、少なくとも３８．５％の集光効率比を提供することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記屈折体に隣接してアナモルフィック光学面を設けて、前記アナモルフィック光学面は前記画像ビームのアスペクト比を整形する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記投影レンズアセンブリと前記画像形成装置との間の間隔調節を含む合焦調節を設けることを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互対照）
本出願は、米国特許仮出願通し番号第６０／８２０，８９４（２００６年７月３１日申請）の利益に基づき、その利益を請求し、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む；通し番号第６０／８２０，８８７（２００６年７月３１日申請）、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む；通し番号第６０／８２０，８８８（２００６年７月３１日申請）、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む；通し番号第６０／８２０，８８３（２００６年７月３１日申請）、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む；通し番号第６０／８２１，０３２（２００６年８月１日申請）、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む；通し番号第６０／８３８，９８８（２００６年８月２１日申請）、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む；及び通し番号第１１／７７２６０９（２００７年７月２日申請）、その内容は、その全体を参照として本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
光学プロジェクターは、人々の集団により見られる画像を表面に投影するために使用される。光学プロジェクターは、レンズ、フィルタ、偏光子、光源及び画像形成装置等からなる光学プロジェクターサブシステムを含む。固定前側後側電子プロジェクターは、周知であり、教育、ホームシアター及び仕事の会議用途に使用される。既知の光源としては、黒体ランプ、ガス放電ランプ、並びにレーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ’ｓ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ’ｓ）などの固体源が挙げられる。ヘッドマウンテッドディスプレイ（ＨＭＤ’ｓ）は、個人用向けとして周知である。自動車用途の場合、容積と厚さの両方の観点から光学プロジェクターを小型化し、低電力消費、低コスト及び高画質を保持しながらそれらを極度に電力効率よくすることが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、既存の光学プロジェクターサブシステムの大きい寸法と高い電力消費は、適切な携帯用のプロジェクターを制作する取り組みを制限している。良質画像をコスト効果の高い方法で投影する小型化と効率の両方を供給する方法と光学プロジェクターサブシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
開示するのは、投影サブシステムである。投影サブシステムは、非干渉で均質な光ビームを供給する照射サブシステムである。照射サブシステムは、集光レンズ、コリメータ及び少なくとも１つの固体光発光体を含む。固体光発光体は、ある電力レベルを受け、放熱器に結合可能である。
【０００５】
投影サブシステムは、画像形成装置を含む。画像形成装置は、画像データと偏光ビームを受ける。画像形成装置は、画像を屈折体に供給する。
【０００６】
投影サブシステムは、投影レンズアセンブリを含む。投影レンズアセンブリは、屈折体から画像を受け、光束を有する画像投影ビームを供給する。
【０００７】
１つの態様によると、投影サブシステムは、１４立方センチメートル未満の容積と１４ミリメートル未満の厚さを含む携帯効率を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】投影サブシステムの携帯効率の定性的尺度を示すグラフ１００。
【図２】投影サブシステム。
【図３Ａ】アナモルフィック光学装置を含む投影サブシステム。
【図３Ｂ】屈折体上にアナモルフィック表面を含む投影サブシステム。
【図４】図３Ａの投影サブシステムの斜位図。
【図５Ａ】青色遮断フィルタを含む投影サブシステムの一部。
【図５Ｂ】青色遮断フィルタを含む投影サブシステムの一部。
【図５Ｃ】画像コントラストを変更する偏光フィルタを含む投影サブシステムの一部。
【図５Ｄ】画像コントラストを変更する偏光フィルタを含む投影サブシステムの一部。
【図６】プレート放熱器を有する投影サブシステム。
【図７】光リサイクルを含む投影サブシステム。
【図８】筐体を含む投影サブシステム。
【図９】投影サブシステムの斜位図。
【図１０Ａ】発光ダイオード。
【図１０Ｂ】光学システムを通って図１０Ａの発光ダイオードにより放出される光から形成される画像。
【図１１Ａ】投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例。
【図１１Ｂ】投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例。
【図１１Ｃ】投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例。
【図１１Ｄ】投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例。
【図１２Ａ】投影サブシステムの代替の実施形態を示す。
【図１２Ｂ】投影サブシステムの代替の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
自動車用途の場合、周囲照射条件で対角線寸法１２ｃｍ以上の画像を投影することが望ましく、良好な視認性のため一般に、少なくとも３ルーメン光束と少なくとも３０：１のコントラスト比が必要となる。良好な画質を供給する更に望ましい特徴としては、多数の分解可能なピクセル、広い色域及び画像の均質性を挙げることができる。
【００１０】
自動車用途の場合、「携帯効率」は、投影サブシステムの小寸法と高い電力効率及び照射出力との組み合わせ尺度として定義されることになる。図１は、投影サブシステムの携帯効率の２つの態様を示すグラフである。用語「投影サブシステム」は、光源、画像形成装置及び投影光学画像を供給するために使用されるレンズ、ミラー若しくはビームスプリッタなどの関連の屈折又は反射光学構成要素を指す。縦軸１０２は、光源に適用される１ワットの電力に対するルーメン単位の投影サブシステムの電力効率を表す。横軸１０４は、投影サブシステムの容積を表す。携帯効率１０８は、効率が増加すると増加し、容積が減少すると増加する。投影サブシステムは、電力効率が高くなり、容積が小さくなると高い携帯性を有する。
【００１１】
投影サブシステムの望ましい特徴としては、投影画像の高い光束レベル、大きい画面寸法、高コントラスト、大きいピクセル量及び広い色域が挙げられる。図１は、異なる光学システムのこれらの特徴のいくつかを比較する１つの方法を示す。本開示の実施形態に記載するように非干渉光源を有する投影サブシステムは、所望の特徴の有用な組み合わせを供給することができる。
【００１２】
図１に示すように代表的な従来の投影サブシステムＡ、Ｃ、Ｄ及びＥは、電力効率と寸法が評価され、グラフ１００に関連づけられている。一般に電力効率ではサブシステムＡ及びＣのほうがＤ及びＥよりも勝っているが、それらは、高コスト、レーザースペックルに由来する低画質及び特に電気的又は機械的故障時に潜在的な目の安全問題に関して欠点を有する干渉レーザー光源を使用している。サブシステムＤ及びＥは、非干渉ＬＥＤ光源を使用しており、レーザーベースシステムの欠点を克服できるが、それらは、比較的大きく若しくは電力効率が低く又は両方であり、不十分な携帯効率につながる。本発明の例示のサブシステムは、投影サブシステムＢとしてグラフ１００に示されており、それは、非干渉光源を使用し、サブシステムＤ及びＥよりも小さい寸法と大きい効率を有する。
【００１３】
プロジェクター設計が小型化され又は縮小される際、投影環境の周囲照射レベルは低下させない。周囲照射の存在下でビューアのグループに十分に明るい投影画像を供給するためには十分な投影光電力レベルが要求される。発光源の寸法が小型化され、例えば同じ電力レベルがより小さい発光源に適用されることになった場合、増加温度の上昇がより小さい発光源で生じ、過熱をもたらす場合がある。投影画像出力の光束を減少させることなく電力レベルを減少させ、小さい発光源の過熱を回避するためにはプロジェクター光学装置の光学効率を最適化する必要がある。高度に視準された干渉光を効率的に供給することができる高出力固体レーザーは、電力効率を改善することができるが、干渉光の使用は、スペックルを発生させる場合があり、投影画質を低下させる。又、レーザー光の使用は、特に電気的又は機械的故障時に目の安全問題について関心を提起する。
【００１４】
以下に記載する実施形態に示すように小型化投影サブシステムにおいて、光学構成要素は、改善された組み合わせで組み立てられ、低電力レベルで所望の高光束レベルになる。干渉光源の使用は、回避される。投影サブシステムの携帯効率が強化される。特に、光が従来のプロジェクター光学装置構成要素間の空気を通過するときに典型的に発生する多くの光学的損失が回避される。
【００１５】
本明細書に開示した投影サブシステムは、グラフ１００の領域１１０で動作することが可能であり高携帯効率を有する。領域１１０は、１４立方センチメートル以下の容積と３．８ルーメン／ワット以上の効率に限定される。
【００１６】
携帯効率の別の尺度は、その最も細い軸線に沿った投影サブシステムの厚さを有する。投影サブシステムが厚さ軸線に沿って１４ミリメートル未満の厚さを有するとき、投影サブシステムはポケット携帯装置の使用に最も適合する。携帯効率の別の態様は、光束である。光束が少なくとも３ルーメンのとき、投影サブシステムはポケット携帯装置の使用に最も適合する。
【００１７】
図２は、投影サブシステム２００を示す。投影サブシステム２００は、携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ’ｓ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバなどの小型電子システムから静止又はビデオ画像を投影するのに有用である。投影サブシステム２００は、その中にそれが組み込まれている小型電子システム（図２に示されていない）から電力を受け、画像データを受ける。投影サブシステム２００は、コンピュータ映像を表示する小型プロジェクター付属装置の構成要素部品として有用である。投影サブシステム２００は、使用しないときワイシャツポケットなどの衣服のポケットに携帯するのに十分に小さいシステムに有用である。投影サブシステム２００により投影される画像は、反射投影スクリーン、明色塗装壁、ホワイトボード若しくは紙シート又はその他の既知の投影表面に投影することができる。投影サブシステム２００は、例えばラップトップコンピュータ又は携帯電話などの携帯型コンピュータに組み込むことができる。
【００１８】
投影サブシステム２００は、光エンジン２０２を含む。光エンジン２０２は、光ビーム２０４を供給する。光エンジンは、集光レンズ２０６、コリメータ２０８及び固体光発光体２１０を含む。１つの態様によると、集光レンズ２０６は、超半球ボールレンズを含む。１つの態様によると、超半球ボールレンズは、米国特許出願公開第２００７／０１５２２３１で教示されるように配列される。
【００１９】
固体光発光体２１０は、ある電力レベルで電力２１２を受ける。固体光発光体２１０は、熱によって放熱器２１４に結合させる。固体光発光体は、発光体光束レベルで発光ビームを供給する。１つの態様によると、光ビーム２０４は、非干渉光を含む。他の態様によると、光ビーム２０４は、固体光発光体２１０の部分的合焦画像である照射を含む。更に他の態様によると、固体光発光体２１０は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ’ｓ）を含む。他の態様によると、集光レンズ２０６は、半球ボールレンズを含む。他の態様によると、コリメータ２０８は、第１非視準ビームを受ける第１非ファセット側及び、視準ビームを放出する第１ファセット側を有する第１フレネルレンズと、実質的に視準ビームを直接受ける第１非ファセット側及び、出力ビームを放出する第２ファセット側を有する第２フレネルレンズと、を備える合焦ユニットを含む。他の態様によると、固体光発光体２１０は、米国特許仮出願第６０／８２０８８３に示すように配列することができる。他の態様によると、光エンジン２０２は、米国特許仮出願第６０／８２０，８８７、６０／８２０，８８８、６０／８２１，０３２、６０／８３８，９８８に示すように配列することができる。
【００２０】
投影サブシステム２００は、屈折体２２０を含む。屈折体２２０は、光ビーム２０４を受ける。屈折体２２０は、偏光ビーム２２２を供給する。屈折体２２０は、内部偏光フィルタ２２４を含む。光ビーム２０４の１つの偏光成分は、内部偏光フィルタ２２４により反射され、偏光ビーム２２２を形成する。１つの態様によると、屈折体は、米国特許出願公開第２００７／００２３９４１  Ａ１（ダンカン（Duncan）ら）、米国特許出願公開第２００７／００２４９８１  Ａ１（ダンカン（Duncan）ら）、米国特許出願公開第２００７／００８５９７３  Ａ１（ダンカン（Duncan）ら）及び米国特許出願公開第２００７／００３０４５６（ダンカン（Duncan）ら）の１つ以上の態様により形成又は利用される。屈折体２２０は、第１外部レンズ表面２２６と第２外部レンズ表面２２８とを含む。１つの態様によると、外部レンズ表面２２６及び２２８は、湾曲したレンズ表面と非ゼロレンズ能を有する。他の態様によると、外部レンズ表面２２６は、投影サブシステム２００の小容積を保持するのに有用である凸状レンズ表面を含む。他の態様によると、外部レンズ表面２２６及び２２８は、平らである。１つの態様によると、屈折体２２０は、内部偏光フィルタ２２４の対向側にプラスチック樹脂体２３０及び２３２を含む。他の態様によると、内部偏光フィルタ２２４は、多層光学フィルムを含む。他の態様によると、屈折体２２０は、偏光ビームスプリッタ及び、レンズとして機能する多機能光学構成要素を含む。多機能屈折体の偏光ビームスプリッタとレンズ機能とを組み合わせることにより別のビームスプリッタとレンズとの間の空気境界面でさもなければ発生するであろう損失が回避される。
【００２１】
投影サブシステム２００は、画像形成装置２３６を含む。画像形成装置２３６は、電気入力バス２３８の画像データを受ける。画像形成装置２３６は、偏光ビーム２２２を受ける。画像形成装置２３６は、画像データに従い偏光ビーム２２２を選択的に反射する。画像形成装置２３６は、偏光ビーム２２２の偏光を基準として回転する偏光を有する画像２４０を供給する。画像形成装置２３６は、屈折体２２０に画像２４０を供給する。画像２４０は、内部偏光フィルタ２２４を通過する。１つの態様によると、画像形成装置２３６は、シリコン（ＬＣＯＳ）装置に液晶を含む。
【００２２】
投影サブシステム２００は、投影レンズアセンブリ２５０を含む。投影レンズアセンブリ２５０は、２５２、２５４、２５６、２５８及び２６０で概略的に示される多数のレンズを含む。投影レンズアセンブリ２５０は、屈折体２２０から画像２４０を受ける。投影レンズアセンブリ２５０は、見るのに好適である投影光束レベルの画像投影ビーム２６２を供給する。１つの態様によると、投影光束は、３ルーメン以上である。他の態様によると、投影光束と電力レベルの比率は、少なくとも３．８ルーメン／ワットである。他の態様によると、投影光束と電力レベルの比率は、少なくとも７ルーメン／ワットである。他の態様によると、投影光束と電力レベルの比率は、少なくとも１０ルーメン／ワットである。他の態様によると、集光効率比は、少なくとも３８．５％である。集光効率比は、画像形成装置２３６の活性表面に衝突する偏光光束と非偏光固体光発光体２１０から放出される光束の比率として定義される。
【００２３】
他の態様によると、投影サブシステム２００は、３．６ワット以下の電力レベルを有する。他の態様によると、投影サブシステム２００は、１４立方センチメートル未満である容積を有する。他の態様によると、投影サブシステム２００は、１４ミリメートル未満である厚さを有する。
【００２４】
他の態様によると、投影サブシステム２００は、２．４未満であるＦ数を有する。他の態様によると、投影サブシステムは、少なくとも３０：１のＡＮＳＩコントラスト比を有する。他の態様によると、投影サブシステムは、少なくとも５０：１のＡＮＳＩコントラスト比を有する。他の態様によると、投影サブシステムは、少なくとも１００：１のオン／オフコントラスト比を有する。
【００２５】
図３Ａは、投影サブシステム３００を示す。投影サブシステム３００は、アナモルフィック光学装置３０２が投影サブシステム３００に含まれている以外は投影サブシステム２００と同じである。図２で使用された参照番号と同じである図３Ａで使用される参照番号は、同一又は類似の特徴を示す。その他に関しては、投影サブシステム３００は、投影サブシステム２００と同じである。アナモルフィック光学装置３０２は、光ビーム３０４のアスペクト比を変更する。アナモルフィック光学装置３０２は光ビーム形状を変更し、第１アスペクト比を光エンジン２０２に適合させ第２の異なるアスペクト比を屈折体２２０に適合させる。１つの態様によると、第１アスペクト比は１：１であり、第２アスペクト比は１６：９である。他の態様によると、第１アスペクト比は１：１であり、第２アスペクト比は４：３である。１つの態様によると、第２アスペクト比は、画像形成装置２３６のアスペクト比に適合する。１つの態様によると、アナモルフィック光学装置３０２は、図３Ａに示すようなアナモルフィックレンズを含む。図３Ｂに示す他の態様によると、屈折体３２０に供給されるアナモルフィック表面は、アナモルフィック光学装置として機能する。その他に関しては、屈折体３２０は、図３Ａの屈折体２２０と同じである。
【００２６】
他の態様によると、偏光フィルタは、図３Ａの位置３３０又は３３２に位置決めすることができる。位置３３０又は３３２で偏光フィルタは、投影サブシステム３００の光学コントラスト比を強化する。１つの態様によると、位置３３０又は３３２に位置決めされる偏光フィルタは、多層光学フィルムを含む。
【００２７】
図４は、図３の投影サブシステム３００の斜位図を示す。投影サブシステム３００は、厚さ４０２を有する。投影サブシステム３００は、厚さ４０２に対して直交する点状の平坦な表面によって示される断面領域４００を有する。断面領域４００は、構成要素２０６、２０８、２３６、２２０、２５０及び３０２を含み、有用な光を搬送する構成要素間に空気空間を介在する。投影サブシステム３００は、厚さ４０２と断面領域４００との数学的積である容積を有する。
【００２８】
図５Ａ及び５Ｂは、投影サブシステム２００又は３００と同じである投影サブシステム５００及び５１０の一部を示す。投影サブシステム５００は、フィルタ５０２を含む。フィルタ５０２は、コリメータ２０８に隣接する。１つの態様によると、フィルタ５０２は、コリメータ２０８から分離した光学構成要素を含む。他の態様によると、フィルタ５０２は、コリメータ２０８上にフィルタ層を含む。１つの態様によると、図５Ａに示すようにコリメータ２０８は、フィルタ５０２とレンズ２０６との間にある。図５Ｂに示す他の態様によると、フィルタ５０４は、コリメータ２０８とレンズ２０６との間にある。フィルタ５０２及び５０４は、紫外線（ＵＶ）放射も遮断する青色遮断フィルタを含む。青色遮断フィルタは、屈折光学装置を劣化する傾向がある波長の青色光及び紫外線を遮断し、同時に投影画像に存在することが望ましい青色スペクトルの部分を通過させる。フィルタ５０２又は５０４は、望ましくない光が屈折体２２０に到達するのを遮断する。
【００２９】
図５Ｃ及び５Ｄは、投影サブシステム２００又は３００と同じである投影サブシステム５２０及び５４０の一部を示す。投影サブシステム５２０は、フィルタ５２２を含む。フィルタ５２２は、屈折体２２０と投影レンズアセンブリ２５０との間に位置決めされる。投影サブシステム５４０は、偏光フィルタ２２４に隣接したフィルタ５４２を含む屈折体２２０Ａを包含する。フィルタ５４２は、偏光フィルタ２２４とプラスチック樹脂体２３０との間に位置決めされる。フィルタ５２２及び５４２は、偏光フィルタを含む。偏光フィルタ５２２及び５４２は、投影画像のコントラストを増加させる。１つの態様によると、図５Ｄによる投影サブシステムが、米国特許出願通し番号１１／４５７，５９９として特定される、名称「反射及び吸収偏光子を内蔵する偏光ビームスプリッタ並びにその画像表示システム（Polarizing Beam Splitters Incorporating Reflective and Absorptive Polarizers and Image Display Systems Thereof）」に記載されている。
【００３０】
図６は、投影サブシステム６００がプレート放熱器６０２を含むのに対して図４の投影サブシステム３００がフィン又はピンなどの突出部を有する放熱器２１４を含む以外は図４の投影サブシステム３００と同じである投影サブシステム６００を示す。その他に関しては、投影サブシステム６００は、投影サブシステム３００と同じである。１つの態様によると、プレート放熱器６０２は、携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）又は類似のポケットデバイスなどのポケット携帯電子包装の外側包装表面で暴露される低プレート表面６０４を有する。他の態様によると、プレート放熱器６０２は電子装置の他の要素に熱接触し、熱を消散する。他の態様によると、使用時、低プレート表面６０４は、長期間にわたる使用のため付属装置外部放熱器と接触して定置することができる。
【００３１】
図７は、投影サブシステム７００が集光レンズ２０６と屈折体２２０との間の光学経路に沿って配置される偏光フィルム７０２を含む以外は図３Ａの投影サブシステム３００と同じである投影サブシステム７００を示す。１つの態様によると、図７に示すように偏光フィルム７０２は、コリメータ２０８と屈折体２２０との間に配置される。偏光フィルム７０２は、偏光を反射し固体光発光体２１０の反射表面に向けて戻し光のリサイクルをもたらす。偏光フィルム７０２を包含することで投影サブシステムの光束を増加させる。１つの態様によると、偏光リサイクルは、米国特許出願公開第１１／７７２，６０９（２００７年７月２日申請）に記載されているとおりである。
【００３２】
図８は、図３Ａ及び７の投影サブシステムと同じである投影サブシステム８００を示す。投影サブシステム８００は、少なくとも光学構成要素２０６、２０８、７０２、３０２及び２２０を密閉する筐体８０２を含み、光学構成要素表面を汚染及び水分から保護する。１つの態様によると、筐体８０２は、空気フィルタ８０６を含んでもよい。空気フィルタ８０６は、空気の流れを制限し、汚染を濾過して取り除き、筐体８０２内部と周囲雰囲気との間の圧力を等しくする。１つの態様によると、空気フィルタ８０６は、筐体８０２内部の湿度を減少させるデシカント（dessicant）８０８を含む。他の態様によると、筐体８０２は、光学構成要素の機械的な取り付け台の働きをする。
【００３３】
筐体８０２は、レンズアセンブリ案内チューブ８０４に結合される。投影レンズアセンブリ２５０は、案内チューブ８０４に摺動可能に実装される。投影レンズアセンブリ２５０は、機械的に作動され、画像形成装置２３６に対して投影レンズアセンブリ２５０の位置を移動することができる作動レバー８１０を含む。投影レンズアセンブリ２５０の移動は、合焦調節を含む。１つの態様によると、投影レンズアセンブリ２５０は、案内チューブ８０４内に緊密に取り付けられ、汚染が筐体８０２内に入るのを防止する密封をもたらす。他の態様によると、１個以上のＯリング（不図示）が、投影レンズアセンブリと案内チューブ８０４との間に装備され密封をもたらす。更に他の態様によると、ベローズ（不図示）が、投影レンズアセンブリ２５０の末端部と案内チューブ８０４との間に装備され密封をもたらす。
【００３４】
図９は、図２に示した投影サブシステムとほぼ同等である投影サブシステム９００の斜位図を示す。投影サブシステム９００は、電気リード線９０２及び９０４によって電源に接続される固体光発光体（図９に非表示）を含む。固体光発光体は、熱によって放熱器９０６に結合される。投影サブシステム９００は、集光レンズ９０８を含む。投影サブシステム９００は、画像形成装置９１２、屈折体９１４及び投影レンズ９１６を含む。
【００３５】
図１０Ａは、図２の固体光発光体２１０などの代表的な固体光発光体として機能する発光ダイオード１０００を示す。発光ダイオード１０００は、固着ワイヤ１００２及び１００４により電源に接続される。発光ダイオード１０００は、発光領域１００８、１０１０、１０１２、１０１４及び１０１６を含む。領域１０１８、１０２０、１０２２、１０２４、１０２６及び１０２８などの発光ダイオード１０００のその他の領域は、電気伝導体を含み光を生成しない暗い領域を含む。従って、発光ダイオード１０００の画像は、光を生成する領域と光を生成しない領域とのパターンである。投影に使用される場合、画像は、図１０Ｂに示すように輝度が比較的均一であることが望ましい。１つの態様によると、均一な輝度の供給は、米国特許出願公開第２００７／０１５３３９７、名称「ビームホモジナイザーを有する投影システム（PROJECTION SYSTEM WITH BEAM HOMOGENIZER）」に教示されているとおりである。
【００３６】
図１１Ａは、投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例を示す。成型構成要素１１００は、光軸１１０４に沿った光学部分１１０２及び光学部分１１０２を有する一体型構造体内に成型される実装フランジ部分１１０６を含む。光学部分１１０２は、レンズを含むが、投影サブシステムの光学構成要素の全てがレンズの代わりに使用できる。成型構成要素は、透明プラスチック樹脂などの屈折材料から成型される。実装フランジ部分１１０６は、隣接した成型構成要素のフランジと噛み合わせるように整形される縁１１０８及び１１１０を有する。縁は、摩擦嵌め、スナップ嵌め、接着、ねじ又はプラスチック樹脂成型構成要素の他の既知の取り付け方法により互いに取り付けることができる。
【００３７】
図１１Ｂは、投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例を示す。光学構成要素１１２０は、実装チューブ１１２６の半分を噛み合わせる溝１１２２及び１１２４内に捕捉される。複数の光学構成要素を実装チューブ内に実装する。実装チューブ１１２６は、分割線１１２８に沿って組み立てられる。光学部分１１２０は、レンズを含むが、投影サブシステムの光学構成要素の全てがレンズの代わりに同じように実装できる。
【００３８】
図１１Ｃは、投影サブシステム内に光学構成要素を実装する例を示す。光学構成要素１１３０は、実装チャネル１１３４の溝１１３２内に捕捉される。蓋１１３６は、実装チャネルに固定される。複数の光学構成要素を実装チャネル１１３４内に実装する。実装チャネル１１３４及び蓋１１３６は、分割線１１３８に沿って組み立てられる。光学部分１１３０は、レンズを含むが、投影サブシステムの光学構成要素の全てがレンズの代わりに同じように実装できる。
【００３９】
図１１Ｄは、図１１Ａに示したものと類似の実装フランジ縁１１５２、１１５４及び１１５６とともに成型される屈折体１１５０（図２の屈折体２２０などの）の組み合わせの例を示す。
【００４０】
図１２Ａ及び１２Ｂは、上記した携帯効率を有する投影サブシステムの代替の実施形態を示す。図１２Ａは、光エンジン１２０４、画像形成装置１２０６及び投影レンズアセンブリ１２０８を含む投影サブシステム１２０２を示す。画像形成装置１２０６は、透過型画像形成装置を含む。図１２Ｂは、光エンジン１２２４（１２４）、画像形成装置１２２６、アナモルフィックレンズ１２２８及び投影レンズアセンブリ１２３０を含む投影サブシステム１２２２を示す。画像形成装置１２２６は、偏向ミラーピクセルの配列などの反射画像形成装置であり、その操作に偏光を必要としない。
【実施例】
【００４１】
投影サブシステムは、図３Ｂと類似の屈折体を用いて図７及び９と同様に構成する。固体光発光体は、クリー社（Cree, Inc.）（２７７０３ノースカロライナ州ダーハム（Durham）、シリコンドライブ（Silicon Drive）４６００）により製造された青色ＩｎＧａＮダイ、部品番号Ｃ４５０−ＥＺ１０００−Ｓ３００００に共形黄色燐光体を加えて作製された白色ＬＥＤである。集光レンズ及びそのＬＥＤへの結合が米国特許出願公開第２００７／０１５２２３１に記載されている。コリメータは、非視準ビームを受ける非ファセット側と視準ビームを放出するファセット側を有するフレネルレンズである。屈折体は、米国特許出願公開第２００７／００２４９８１に記載されたような成型プラスチック偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。１つはＰＢＳ内に及び１つは図７の要素７０２として示される反射偏光フィルムは、３Ｍ社（3M Company）（５５１４４ミネソタ州セントポール（St. Paul））により商品表記「ビキュイティ（VIKUITI）」高機能偏光フィルム（ＡＰＦ）として製造されている。画像形成装置は、ハイマックスディスプレイ（Himax Display）（台湾、７４４４５タイナン郡（Tainan County）、シンシ（Sinshih）、ツリーバリーパーク（Tree Valley Park）ジリャンロード（Zih Lian Road）、Ｎｏ．２６、２Ｆ）により製造された内部赤色、緑色及び青色カラーフィルタを用いたＬＣＯＳマイクロディスプレイ、部品番号ＨＸ７００７ＡＴＢＦＡである。
【００４２】
寸法と性能の測定値を以下の表にまとめる、ＩＥＣは国際電気標準会議の略称である。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない形態及び詳細の変更を行えることが、当業者であれば理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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