(57)【要約】  光学式投光装が提供される。光学式投写装置は複数の発光ダイオードチップ（１）と該少なくとも１つの発光ダイオードチップ（１）に配属されている光入射面（２２）を備えた少なくとも１つの光学エレメント（２）とを備えており、該発光ダイオードチップ（１）の光出力結合面（１００）は配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されている。
2009530671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードチップ（１）と、
該少なくとも１つの発光ダイオードチップ（１）に配属されている光入射面（２２）を備えた少なくとも１つの光学エレメント（２）と
を備え、該発光ダイオードチップ（１）の光出力結合面（１００）は配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されている
光学式投写装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの発光ダイオードチップ（１）の光出力結合面（１００）と前記配属されている光学エレメントの光入射面（２２）との間のギャップに、少なくとも１．３の屈折率を有している少なくとも１つの材料（７）が充填されている
請求項１記載の光学式投写装置。
【請求項３】
前記材料（７）の屈折率は、前記配属されている光学エレメント（２）を形成している材料の屈折率にほぼ相応している
請求項１または２記載の光学式投写装置。
【請求項４】
前記発光ダイオードチップ（１）の少なくとも１つの光出力結合面（１００）は該発光ダイオードチップ（１）に配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されずに光学的に接続されている
請求項１から３までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項５】
前記発光ダイオードチップ（１）の光出力結合面（１００）と前記配属されている光学エレメントの光入射面（２２）との間のギャップ（８）に、１．３より小さい屈折率を有している材料が充填されている
請求項１から４までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項６】
前記ギャップ（８）は空気を含んでいる
請求項１から５までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項７】
第１の色の発光ダイオードチップと、該第１の色とは異なっている第２の色の発光ダイオードチップとを備え、
第１の色の発光ダイオードチップの大部分が配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されておりかつ第２の色の発光ダイオードチップの大部分が配属されている光学エレメントの光入射面（２２）に屈折率整合されずに光学的に接続されている
請求項１から６までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項８】
少なくとも１つの緑色の発光ダイオードチップを備え、当該光学式投写装置のすべての緑色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されずに光学的に接続されている
請求項１から７までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項９】
少なくとも１つの青色の発光ダイオードチップを備え、当該光学式投写装置のすべての青色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されている
請求項１から８までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの赤色の発光ダイオードチップを備え、当該光学式投写装置のすべての赤色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されている
請求項１から９までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの緑色の発光ダイオードチップを備え、
少なくとも１つの青色の発光ダイオードチップを備え、かつ
少なくとも１つの赤色の発光ダイオードチップを備え、
すべての緑色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されずに光学的に接続されており、
すべての青色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されており、
すべての赤色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されており、
緑色の発光ダイオードチップの数の、青色発光ダイオードチップの数に対する比はほぼ２：１でありかつ緑色の発光ダイオードチップの数の、赤色の発光ダイオードチップの数に対する比はほぼ２：１である
請求項１から１０までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの緑色の発光ダイオードチップを備え、
少なくとも１つの青色の発光ダイオードチップを備え、かつ
少なくとも１つの赤色の発光ダイオードチップを備え、
すべての緑色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されずに光学的に接続されており、
すべての青色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されており、
すべての赤色の発光ダイオードチップは配属されている光学エレメント（２）の光入射面（２２）に屈折率整合されて光学的に接続されており、
緑色の発光ダイオードチップの数の、青色の発光ダイオードチップの数に対する比はほぼ２：１でありかつ緑色の発光ダイオードチップの数の、赤色の発光ダイオードチップの数に対する比はほぼ３：１である
請求項１から１１までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの発光ダイオードチップ（１）の光出力結合面（１００）は発光ダイオードチップの活性層列（１０１）に対して平行に延在しておりかつ該発光ダイオードチップ（１）を離れる電磁放射の少なくとも９０％が前記光出力結合面（１００）を通って出射する
請求項１から１２までのいずれか１項記載の光学式投写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光学式投写装置が提供される。光学式投写装置は例えば投写面−例えば投写スクリーンーに画像情報を表示するのに適している。
【０００２】
本願は、ドイツ国特許出願第１０２００６０１２４４８．０号およびドイツ国特許出願第１０２００６０３１０７６．４号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本願に含まれるものとする。
【０００３】
本発明の課題はとりわけ、きわめて低コストで作製可能な投写装置を提供することにある。
【０００４】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は多数の発光ダイオードを有している。発光ダイオードは投写装置の光源を形成している。すなわち、発光ダイオードチップは、光学式投写装置から投写面に画像情報を投写する光を生成する。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は少なくとも１つの光学エレメントを有しており、該エレメントは少なくとも１つの発光ダイオードチップに配属されている。すなわち、この光学式エレメントは発光ダイオードチップの主放射方向において発光ダイオードチップより後方に配設されている。別の言葉で言えば、光学式エレメントは、作動中に発光ダイオードチップから放出される電磁放射の少なくとも一部−有利には大部分−が光学式エレメントの光入射面を通して該エレメントに入射するように配置されている。
【０００６】
有利にはこの光学エレメントは多数の発光ダイオードチップ−例えば少なくとも２つの発光ダイオードチップ−に説明した仕方で配属されている。特別有利には投写装置は複数のこの種の光学エレメントを有しており、その場合にはそれぞれの光学エレメントに少なくとも１つの発光ダイオードチップが配属されている。有利には光学エレメントは中実体として形成されている。すなわち例えば、光学エレメントはキャビティフリーに透明な材料から形成されている。
【０００７】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、投写装置の発光ダイオードチップの少なくとも１つの光出力結合面は配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されて光学的に接続されている。その際発光ダイオードチップの光出力結合面とは、発光ダイオードチップにおいて生成された電磁放射の大部分が発光ダイオードチップを離れる面である。発光ダイオードチップの光出力結合面は例えば、発光ダイオードチップの半導体基体の外表面の一部であってよい。
【０００８】
屈折率整合とは例えば、発光ダイオードチップの光出力結合面と、配属されている光学エレメントの光入射面との間のギャップに１より大きな屈折率を有する材料が充填されていることである。すなわち例えば、発光ダイオードチップの光出力結合面と、配属されている光学エレメントの光入射面との間にエアギャップは存在していないことを意味している。別の言葉で言えば、材料から光学エレメントへの移行の際の屈折率の跳躍的変化は、ギャップから光学エレメントへの移行の際の屈折率の跳躍的変化より小さい。
【０００９】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は多数の発光ダイオードチップを有している。更に、光学式投写装置は、光入射面を有する少なくとも１つの光学エレメントを有している。光学エレメントは少なくとも１つの発光ダイオードチップに配属されており、その際発光ダイオードチップの光出力結合面は配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されて光学的に接続されている。
【００１０】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つの発光ダイオードチップの光出力結合面と、配属されている光学エレメントの光入射面との間のギャップに、屈折率が少なくとも１：３である少なくとも１つの材料が充填されている。有利には材料の屈折率は少なくとも１．４、特別有利には少なくとも１．５である。例えば材料は屈折率整合ゲル、カップリングゲルまたは光学的な接着剤である。材料は発光ダイオードチップの光出力結合面および光学エレメントの光入射面を湿らせかつこれら２つの面を相互に接続することができる。しかし、発光ダイオードチップが、例えばシリコーン、および／またはエポキシ樹脂を含んでいることができる成形材の薄い層を備えていることも可能である。この場合薄い成形材並びに屈折率整合材料を備えた光学エレメントの光入射面が濡らされている。更に、光学エレメントの光入射面を、発光ダイオードチップの光出力結合面を濡らしている成形材料の硬化の前に一層軟弱な成形材料においてプレスすることが可能である。この場合、発光ダイオードチップの光出力結合面並びに光学エレメントの光入射面は成形材料によって濡らされている。
【００１１】
いずれの場合にも材料は、発光ダイオードチップの光出力結合面と配属されている光学エレメントの光入射面との間で、発光ダイオードチップから放出される電磁放射の少なくとも大部分が、放射が光入射面を通って光学エレメントに入射する前には１．３より小さな屈折率を有する材料を通って行かないように配置されている。
【００１２】
特別有利には、材料の屈折率は光学エレメントを形成している材料の屈折率に大体相応している。充填材料の屈折率は最大でも大体において、光学エレメントを形成している材料の屈折率の±１０％だけ相異していると言うことである。有利には、充填材料の屈折率は最大で、光学エレメントを形成している材料の屈折率の±５％、特別有利には２％相異している。
【００１３】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つの発光ダイオードチップの光出力結合面は発光ダイオードチップに配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されずに光学的に接続されている。すなわち、これら発光ダイオードチップに対して、発光ダイオードチップの光出力結合面と配属されている光学エレメントの光入射面との間の屈折率整合のために上に説明したいずれの措置も講ぜられていない。それ故に発光ダイオードチップから放出される光は光学エレメントの光入射面を通過していく際に例えば光学的に比較的薄い媒体から比較的厚い媒体へ入って行く。それ故に光の一部は光学エレメントの光入射面において全反射されかつ光学エレメント内に入って行くことができない。例えば、発光ダイオードチップの光出力結合面と配属されている光学エレメントの光入射面との間には、１．３より小さい屈折率を有する材料が充填されているギャップが存在している。その場合有利にはこのギャップは空気が充填されている。
【００１４】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は第１の色の発光ダイオードチップを有している。１つの色の発光ダイオードチップは、これら発光ダイオードチップが、少なくとも作製許容偏差内で、作動中同じ色の光を放出することを意味している。すなわち例えば、これら発光ダイオードチップは作製許容偏差内で実質的に同一に構成されている。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は更に第１の色とは異なっている第２の色の発光ダイオードチップを有している。例えば第１の色は青または赤であってよく、その場合第２の色は緑であってよい。
【００１６】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の色の発光ダイオードチップの大部分は配属されている光学エレメントの光入射面との間に屈折率整合されて光学的に接続されている。大部分とは、第１の色の発光ダイオードチップの少なくとも５０％が配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されて光学的に接続されていることを意味している。有利には第１の色のすべての発光ダイオードチップ１が配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されて光学的に接続されている。
【００１７】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、第２の色の発光ダイオードチップの大部分が配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されずに光学的に接続されている。有利には第２の色の全部の発光ダイオードチップはこれら発光ダイオードチップに配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されずに光学的に接続されている。
【００１８】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は少なくとも１つの緑色発光ダイオードチップを有しており、その際光学式投写装置のすべての緑色発光ダイオードチップはこれら発光ダイオードチップに配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されずに光学的に接続されている。
【００１９】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は少なくとも１つの青色発光ダイオードチップを有しており、その際光学式投写装置のすべての青色発光ダイオードチップはこの発光ダイオードチップに配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されて光学的に接続されている。
【００２０】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は少なくとも１つの赤色発光ダイオードチップを有しており、その際光学式投写装置のすべての赤色発光ダイオードチップはこれら発光ダイオードチップに配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されて光学的に接続されている。
【００２１】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、光学式投写装置は緑色、青色および赤色の発光ダイオードチップを有している。その際有利にはすべての緑色発光ダイオードチップは配属されている光学エレメントの光入射面に屈折率整合されずに光学的に接続されている。その場合有利には、光学式投写装置のすべての青色およびすべての赤色発光ダイオードチップは光学式投写装置に屈折率整合されて光学的に接続されている。
【００２２】
有利には緑色発光ダイオードチップの数の、青色発光ダイオードチップの数に対する比は例えば約２：１である。このことが意味するのは、光学式投写装置は青色発光ダイオードチップに比べて約２倍の数の緑色発光ダイオードチップを含んでいるということである。「約２：１」とは、緑色発光ダイオードチップの数が青色発光ダイオードチップの数の２倍から精々±１０％だけ異なっているということである。
【００２３】
有利には緑色発光ダイオードチップの数の、赤色発光ダイオードチップの数に対する比はこの実施例において例えば約２：１である。このことが意味するのは、光学式投写装置は赤色発光ダイオードチップに比べて約２倍の数の緑色発光ダイオードチップを含んでいるということである。「約２：１」とは、緑色発光ダイオードチップの数が赤色発光ダイオードチップの数の２倍から精々±１０％だけ異なっているということである。
【００２４】
有利には緑色発光ダイオードチップの数の、赤色発光ダイオードチップの数に対する比はこの実施例において例えば約３：１である。このことが意味するのは、光学式投写装置は赤色発光ダイオードチップに比べて約３倍の数の緑色発光ダイオードチップを含んでいるということである。「約３：１」とは、緑色発光ダイオードチップの数が赤色発光ダイオードチップの数の３倍から精々±１０％だけ異なっているということである。
【００２５】
驚いたことに、投写装置による典型的な白点を表示するために、赤色発光ダイオードチップおよび／または青色発光ダイオードチップが配属されている光学エレメントに屈折率整合されて接続されておりかつ同時に緑色発光ダイオードチップが配属されている光学エレメントに屈折率整合されずに接続されているとき、緑色発光ダイオードチップの数に比べて低減された数の赤色発光ダイオードチップおよび／または青色発光ダイオードチップで十分であることが分かった。
【００２６】
光学式投写装置の少なくとも１つの実施形態によれば、発光ダイオードチップの少なくとも１つの光出力結合面は発光ダイオードチップの活性層列に実質的に平行に延在している。
【００２７】
その際発光ダイオードチップの活性層列は所定の色を生成するために適している。有利には発光ダイオードチップを離れる電磁放射の少なくとも９０％が光出力結合面を通って発光ダイオードチップから出射する。例えば、成長基板が薄肉化されているかまたは除去されている薄膜構造における発光ダイオードチップは光学式投写装置の発光ダイオードチップとして特別良好に適している。
【００２８】
特別有利には、光学式投写装置のすべての発光ダイオードチップは薄膜発光ダイオードチップにより形成されている。
【００２９】
次にここに説明する光学式投写装置を実施例および添付図に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１Ａは第１の実施例によるここに説明する光学式投写装置を概略的に略示する。
【００３１】
図１Ｂは第１の実施例によるここに説明する光学式投写装置を俯瞰的に略示する。
【００３２】
図１Ｃは第１の実施例によるここに説明する光学式投写装置の発光ダイオードを断面的に略示する。
【００３３】
図１Ｄは光学エレメントを、光学式投写装置の第１の実施例においてどのように使用することができるかを俯瞰的に略示する。
【００３４】
図２は第１の実施例によるここに説明する光学式投写装置を断面的に略示する。
【００３５】
図３は第２の実施例によるここに説明する光学式投写装置を断面的に略示する。
【００３６】
図４は第３の実施例によるここに説明する光学式投写装置を断面的に略示する。
【００３７】
実施例および各図において同じまたは同じ作用をする構成部分にはそれぞれ同じ参照符号が付されている。図示のエレメントは実寸通りに示されているのではなくて、より分かり易くするために個々のエレメントは誇張した大きさで図示されていることもある。
【００３８】
図１Ａは第１の実施例によるここに説明する光学式投写装置を概略的に略示する。
【００３９】
光学式投写装置は３つの光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒを有している。光源１０ｇは作動中緑色光を放出するのに適している。光源１０ｂは作動中青色光を放出するのに適している。光源１０ｒは作動中赤色光を放出するのに適している。
【００４０】
図１Ｂは例えば光源１０ｇを俯瞰的に略示している。光源１０ｇは６つの発光ダイオードチップ１を有している。発光ダイオードチップ１は緑色発光ダイオードチップであり、すなわち作動中緑色光を放出するのに適している。発光ダイオードチップ１は、例えばセラミック材料から成る基体を有している接続支持体１３に配置されている。接続支持体１３は更に導体路１１を有している。導体路は基体に構造化されて被着されている。発光ダイオードチップ１は、例えば同様にセラミック材料から形成されているフレーム１２によって取り囲まれている。
【００４１】
光源１０ｒおよび１０ｂは有利には光源１０ｇと類似に構成されている。これら光源は実質的にその発光ダイオードチップ１によって相互に相異している。光源１０ｂは、作動中青色光を放出するのに適している発光ダイオードチップ１、すなわち青色発光ダイオードチップを有している。光源１０ｒは、作動中赤色光を放出するのに適している発光ダイオードチップ１を有している。更に、光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒは発光ダイオードチップ１の大きさおよび数が相互に異なっていてもよい。
【００４２】
図１Ｃは、発光ダイオードチップ１が光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒに有利にはどのように使用されるかを断面的に略示している。
【００４３】
発光ダイオードチップ１は光出力結合面１００を有している。この面は粗面化されているかまたは構造化されていてよい。光出力結合面１００は、例えばシリコーンおよび／またはエポキシ樹脂を含んでいる薄い鋳造物によってカバーされていてよい。
【００４４】
光出力結合面１００上にボンディングパッド１０５が被着されている。ボンディングパッドは例えば発光ダイオードチップ１のｎ側のコンタクト形成を可能にする。光出力結合面１００は有利には、放射生成に適している活性層列１０１に対して実質的に平行に延在している。発光ダイオードチップ１は更に、少なくとも１つの反射性の層列１０２を有している。この層列は金属性のミラーによって形成されてよい。最初の成長基板とは反対の上側で発光ダイオードチップ１のエピタキシャル成長層は支持体１０４に固定されている。コンタクト層１０６は例えば発光ダイオードチップ１のｐ側のコンタクト形成を可能にする。
【００４５】
有利には、発光ダイオードチップ１において生成される電磁放射の大部分は発光ダイオードチップを光出力結合面１００を通って離れる。特別有利には、発光ダイオードチップ１を離れる全体の電磁放射の少なくとも９０％が発光ダイオードチップを光出力結合面１００を通って離れる。すなわち、発光ダイオードチップ１のチップ側縁を通って電磁放射は殆どまたは全く放出されない。このために、薄膜技術において作製された発光ダイオードチップが特別申し分なく適している。すなわち、発光ダイオードチップの活性層列１０１に対する成長基板は薄肉化されているかまたは除去されていてよい。活性層列１０１は例えば最初の成長基板とは反対の側で支持体１０４に被着されていてよい。薄膜構造における発光ダイオードチップは例えば刊行物ＷＯ０２／１３２８１Ａ１並びにＥＰ００９０５７９７Ａ２に記載されており、その開示内容は発光ダイオードチップの薄膜構造に関してこれを以てここに取り込まれる。
【００４６】
光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒにはそれぞれ、光学エレメント２が後設されている。すなわち、これら光学エレメント２は光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒの発光ダイオードチップ１に配属されている。
【００４７】
図１Ｄには、この種の光学エレメント２に対する１つの可能な実施例が斜視図にて示されている。光学エレメント２は光入射面２２を有しており、この面を通って発光ダイオードチップ１から放出された光が光学エレメント２に入射する。光学エレメント２は、有利には中実物体として実現されている光学物体２３を有している。例えば光学物体２３は透明な合成樹脂から成っている。光学物体２３は光入射面２２の方向に先細になっておりかつ例えば円錐台形状またはピラミッド台形状に実現されている。更に光学物体２３っは少なくとも場所毎に次の光学基本エレメントの１つの形式に従って実現されていてよい：合成された放物線形状の集光器（ＣＰＣ＝Compound Parabpolic Concentrator）、合成された双曲線形状の集光器（ＣＰＣ＝Compound Hyperbolic Concentrator）、合成された楕円形状の集光器（ＣＰＣ＝Compound Elliptic Concentrator）。
【００４８】
光学エレメント２は更に適合ピン２１を有している。これらを用いて光学エレメントは支持体に固定されることができる。光学物体２３と一体成形されていてよい保持体２４は光学物体２３と適合ピン２１とを結合する。
【００４９】
光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒはそれぞれ冷却体５と熱伝導接続されている。。
【００５０】
光学エレメント２にはそれぞれ１つの画像形成エレメント３、有利にはＬＣＤパネル３が後設されている。光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒから作動中に放出される光はＬＣＤパネル３を通ってダイクロイックビームスプリッター６（Ｘキューブ）に入射する。そこから光は投写光学素子４を用いて投写面、例えば投写スクリーンに投写される。しかしここに説明する光学式投写装置の場合、原色のシーケンシャルな表示も可能である。
【００５１】
図２にはここに説明する光学式投写装置の第１の実施例が断面にて示されている。その際３つすべての光源１０ｇ、１０ｂおよび１０ｒの発光ダイオードチップ１は材料７を用いて、配属されている光学エレメントの光入射面２２に屈折率整合されて接続されている。材料７は例えば１．５の屈折率を有している。材料７は例えば屈折率整合ないしインデックス・マッチング・ゲルまたは光学的な接着剤であってよい。
【００５２】
０．５５インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対してこの実施例における４つの緑色、４つの青色および４つの赤色発光ダイオードチップ１の場合、発光ダイオードチップ１当たり約４ルーメンの光束が生じる。
【００５３】
すべての発光ダイオードチップ１が光学エレメントに屈折率整合されずに接続されている場合に対して、赤色発光ダイオードに対する光束は約１．９倍である。緑色および青色発光ダイオードチップに対する光束は約１．５倍である。エタンデュー（Etendue））は屈折率整合に基づいて約２２５％だけ高められる。
【００５４】
０．７インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対してこの実施例における６つの緑色、６つの青色および６つの赤色発光ダイオードチップ１の場合、発光ダイオードチップ１当たり約４．４ルーメンの光束が生じる。
【００５５】
０．７インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して１２の緑色、１２の青色および１２の赤色発光ダイオードチップの場合、発光ダイオードチップ１のそれぞれが屈折率整合されずに配属されている光学エレメントに接続されているとき、発光ダイオードチップ１当たり約３．２ルーメンの光束が生じる。
【００５６】
１．０インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して１２の緑色、１２の青色および１２の赤色発光ダイオードチップの場合この実施例において発光ダイオードチップ１当たり約４．４ルーメンの光束が生じる。
【００５７】
これに対して、１．０インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して２４の緑色、２４の青色および２４の赤色発光ダイオードチップの場合、発光ダイオードチップ１のそれぞれが屈折率整合されずに配属されている光学エレメントに接続されているとき、発光ダイオードチップ１当たり約３．１ルーメンの光束が生じる。
【００５８】
１．３インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して２０の緑色、２０の青色および２０の赤色発光ダイオードチップの場合この実施例において発光ダイオードチップ１当たり約４．４ルーメンの光束が生じる。
【００５９】
これに対して、１．３インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して４２の緑色、４２の青色および４２の赤色発光ダイオードチップの場合、発光ダイオードチップ１のそれぞれが屈折率整合されずに配属されている光学エレメントに接続されているとき、発光ダイオードチップ１当たり約３．４ルーメンの光束が生じる。
【００６０】
１．８インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して２０の緑色、２０の青色および２０の赤色発光ダイオードチップの場合この実施例において発光ダイオードチップ１当たり約８．５ルーメンの光束が生じる。
【００６１】
これに対して、１．８インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して４２の緑色、４２の青色および４２の赤色発光ダイオードチップの場合、発光ダイオードチップ１のそれぞれが屈折率整合されずに配属されている光学エレメントに接続されているとき、発光ダイオードチップ１当たり約５．９ルーメンの光束が生じる。
【００６２】
図３には、ここに説明する光学式投写装置の第２の実施例が断面にて略示されている。図１および図２の実施例とは異なって、緑色発光ダイオードチップは屈折率整合されずに配属されている光学エレメント２の光入射面２２に光学的に接続されている。緑色発光ダイオードチップ１の光出力結合面１００と配属されている光学エレメント２の光入射面２２との間にエアギャップ８が存在している。赤色および青色発光ダイオードチップ１は先の実施例の場合と同様に、それぞれ配属されている光学エレメント２に屈折率整合されて接続されている。驚くべきことに、緑色発光ダイオードチップい対する屈折率整合を行わなくてもそれぞれ光束が同じとすれば発光ダイオードチップの数は全体で低減することができること、もしくは発光ダイオードチップの数が同じ場合には光束を高めることができることが分かった。この場合同時に、典型的な白点表示が実現される。
【００６３】
０．５５インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して６つの緑色、４つの青色および４つの赤色発光ダイオードチップの場合チップ当たり４．４ルーメンの光束が生じる。
【００６４】
０．７インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して１２の緑色、６つの青色および６つの赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例においてチップ当たり４．９ルーメンの光束が生じる。
【００６５】
１．０インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して２４の緑色、１２の青色および１２の赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例においてチップ当たり４．７ルーメンの光束が生じる。
【００６６】
１．３インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して４２の緑色、２０の青色および２０の赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例においてチップ当たり５．３ルーメンの光束が生じる。
【００６７】
１．８インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して４２の緑色、２０の青色および２０の赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例においてチップ当たり９．１ルーメンの光束が生じる。
【００６８】
図４には光学式投写装置の第３の実施例が断面にて略示されている。図３との関連において説明した先の実施例と異なって、赤色発光ダイオードの数は緑色および青色発光ダイオードチップと比較して大幅に低減されている。
【００６９】
例えば、０．５５インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して６つの緑色、４つの青色および２つの赤色発光ダイオードチップ１の場合発光ダイオードチップ当たり５．２ルーメンの光束が生じる。この形態は、配属されている光学エレメント２にすべて屈折率整合されて光学的に接続されている４つの力書、４つの青色および４つの赤色発光ダイオードチップ１を有する変形形態に比べて、チップ数が同じ場合、約３０％だけ大きくなった光束によって特徴付けられている。
【００７０】
０．７インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して１２の緑色、６つの青色および３つの赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例において発光ダイオードチップ当たり５．６ルーメンの光束が生じる。
【００７１】
１．０インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して２４の緑色、１２の青色および６つの赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例において発光ダイオードチップ当たり５．４ルーメンの光束が生じる。
【００７２】
１．３インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して４２の緑色、２０の青色および１０の赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例において発光ダイオードチップ当たり６．０ルーメンの光束が生じる。
【００７３】
１．８インチの対角線および±１７°の受光角を有するＬＣＤパネル３に対して４２の緑色、２０の青色および１０の赤色発光ダイオードチップ１の場合この実施例において発光ダイオードチップ当たり１０．３ルーメンの光束が生じる。
【００７４】
全体としてここに説明する光学式投写装置は特別コスト面で有利に作製可能である。その主たる理由は、低減された数の発光ダイオードチップで同じ光束を実現できるからである。その際発光ダイオードチップ当たりの光束は例えば白点表示において測定される。
【００７５】
本発明は実施例に基づいた説明に制限されていない。むしろ本発明はそれぞれの新しい特徴並びに特徴の組み合わせも含んでおり、殊に、たとえこの特徴またはこの組み合わせそのものが特許請求の範囲または実施例の説明に文言として示されていなくとも、特許請求の範囲における特徴のいずれの組み合わせも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１Ａ】第１の実施例による光学式投写装置の概略図
【図１Ｂ】第１の実施例による光学式投写装置の俯瞰図
【図１Ｃ】第１の実施例による光学式投写装置の発光ダイオードの断面略図
【図１Ｄ】第１の実施例による光学式投写装置に光学エレメントがどのように使用できるかを示す略図
【図２】第１の実施例による光学式投写装置の断面略図
【図３】第２の実施例による光学式投写装置の断面略図
【図４】第３の実施例による光学式投写装置を断面略図
【図１Ａ】
2009530671.tif 000003
【図１Ｂ】
2009530671.tif 000004
【図１Ｃ】
2009530671.tif 000005
【図１Ｄ】
2009530671.tif 000006
【図２】
2009530671.tif 000007
【図３】
2009530671.tif 000008
【図４】
2009530671.tif 000009
【国際調査報告】
2009530671.tif 000010
2009530671.tif 000011
2009530671.tif 000012
2009530671.tif 000013
2009530671.tif 000014
2009530671.tif 000015