(57)【要約】  プロジェクタの光源としてマルチカラーＬＥＤが用いられる。当該のマルチカラーＬＥＤでは、種々の色の光を形成する複数の層が上下方向に並べられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（１）と画像形成回路（５，７）とが設けられており、
前記光源は、種々の色の光を形成するための複数の層（３１〜３３）が上下方向に配置されている唯一のマルチカラーＬＥＤである
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
当該のプロジェクタは動作時に画像を表示するスクリーン（６）を有している、請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記マルチカラーＬＥＤは赤色光、緑色光および青色光を形成する複数の層（３１〜３３）が上下方向に配置されたＲＧＢ‐ＬＥＤである、請求項１または２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記複数の層の各層は成長基板から分離された個別の発光ダイオードである、請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記マルチカラーＬＥＤは唯一の発光面（３０）を有しており、該発光面を通って当該のプロジェクタの動作時に交互に赤色光、緑色光および青色光が出射される、請求項１から４までのいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記発光面は最大で２．５ｍｍ２の面積を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記画像形成回路（５）はＬＣｏＳリフレクタである、請求項１から６までのいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記画像形成回路（５）は旋回可能な鏡を備えたＤＬＰリフレクタである、請求項１から６までのいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記画像形成回路（７）はＬＣＤ画像形成回路である、請求項１から６までのいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
当該のプロジェクタは携帯電話機に組み込まれて用いられる、請求項１から９までのいずれか１項記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
種々の色の光を形成する複数の層が上下方向に配置されたマルチカラーＬＥＤをプロジェクタに用いることを特徴とするプロジェクタに対するマルチカラーＬＥＤの使用。
【請求項１２】
前記マルチカラーＬＥＤは赤色光、緑色光および青色光を形成する複数の層（３１〜３３）が上下方向に配置されたＲＧＢ‐ＬＥＤである、請求項１１記載のプロジェクタに対するマルチカラーＬＥＤの使用。
【請求項１３】
前記マルチカラーＬＥＤはエピ積層型ＬＥＤ（１）である、請求項１１または１２記載のプロジェクタに対するマルチカラーＬＥＤの使用。
【請求項１４】
前記プロジェクタを携帯電話機内に配置する、請求項１１から１３までのいずれか１項記載のプロジェクタに対するマルチカラーＬＥＤの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に携帯電話機での使用に適したコンパクトな構成のプロジェクタに関する。また、本発明はこうしたプロジェクタに対するマルチカラーＬＥＤの使用に関する。
【０００２】
本発明の課題は、小さな画面で良好な効率を有するコンパクトなプロジェクタを提供することである。
【０００３】
小画面用のプロジェクション装置では、種々の色の光を放出する複数のＬＥＤがそれぞれ近接に配置されて用いられており、放出された光が適切な光学デバイスを介して画像形成回路へ配向される。画像形成回路は電子制御装置によって駆動され、スクリーンに投影すべき表示をそのつど形成する。通常、色合成に用いられる赤色、緑色および青色は、画像形成回路内に並置された複数のピクセルによって形成される。画像形成回路の大きさが制限されているために小さい面積しか利用できない場合、損失が発生し、プロジェクタの効率に負の影響を与える。例えば携帯電話機で用いられるような特に小さいプロジェクタでは、小画面で高い効率を達成することが重要である。ここでの問題は、基本的には、個別の３つの光源（例えば個別の３つのＬＥＤ）を使用し、ダイクロイックフィルタを介してこれらの光源の光を重畳することによって排除でき、効率の良い光学システムを構成することもいちおうは可能である。しかしこの手段では、２つまたは３つのダイクロイックフィルタと、これに属するコリメート光学系とが必要となるので、必要面積の点で欠点がある。したがって、この手段は、携帯電話機に組み込まれるコンパクトなプロジェクタの製造には利用できない。
【０００４】
ここで、本発明のプロジェクタは光源と画像形成回路とを有しており、当該の光源は種々の色の光を形成するための複数の層が上下方向に配置されているマルチカラーＬＥＤである。特に、光源は唯一のマルチカラーＬＥＤであり、本発明のプロジェクタは光源としては唯一のマルチカラーＬＥＤのみを有し、その他の光学素子、特にレンズやダイクロイックミラーまたはダイクロイックフィルタを有さない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】エピ積層型ＬＥＤ（Stacked-Epi-LED）の斜視図である。
【図２】エピ積層型ＬＥＤを備えたプロジェクション装置の第１の実施例を示す図である。
【図３】エピ積層型ＬＥＤを備えたプロジェクション装置の第２の実施例を示す図である。
【０００６】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの層が無機発光ダイオードによって形成される。例えば、全ての層が無機発光ダイオードによって形成されていてもよい。
【０００７】
本発明の別の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの層は有機発光ダイオードによって形成される。
【０００８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、マルチカラーＬＥＤは、赤色光、緑色光および青色光を形成する複数の層が上下方向に配置されたＲＧＢ‐ＬＥＤである。特に、複数の層は上下方向に堆積されるが、エピタキシャル成長されていなくてもよい。複数の層は、成長基板から取り外された個々の発光ダイオードである。個々の発光ダイオードは例えば最大厚さ２０μｍ、有利には最大厚さ１０μｍである。また、成長基板を上方の発光ダイオードである緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードからのみ取り除き、最下方の発光ダイオードである赤色発光ダイオードには残留させてもよい。
【０００９】
例えば、複数の層のあいだにシリコーンおよび／またはエポキシド樹脂などの接合材料が配置され、複数の層が機械的に相互に接合される。また、２つの層のあいだに透光性のコンタクト層を配置することもできる。透光性のコンタクト層は例えば透明な導電性酸化物ＴＣＯから形成され、少なくとも１つの層に対する電気コンタクトの形成に用いられる。
【００１０】
本発明の別の有利な実施形態によれば、マルチカラーＬＥＤは光を放出する唯一の面を有しており、この面を通してプロジェクタの動作時に赤色光、緑色光および青色光を放出する。当該の発光面は、最大で４ｍｍ２の面積、有利には最大で２．５ｍｍ２の面積、特に有利には最大で１ｍｍ２の面積を有する。
【００１１】
本発明のプロジェクタでは、種々の色の光、例えば赤色光、緑色光および青色光を、同じ発光面から放射する１つのＬＥＤが用いられる。種々の色に対して設けられる複数の半導体層は、ＬＥＤの積層体として上下方向に積層されている。こうした光源を以下ではエピ積層型ＬＥＤと称し、画像形成回路および投影のためのスクリーンに組み合わせて用いるものとする。特に、赤色光、緑色光および青色光の組み合わせから、任意の色の画像の投影に必要な色合成を行うことができる。光を放出する複数の層が積層されているので、多色光源であってもその面積は単色光源の面積より大きくならない。こうして、本発明によれば、付加的な光学デバイスを省略して、コンパクトな装置を実現することができる。
【００１２】
以下に本発明のプロジェクタを図示の実施例に則して詳細に説明する。同じ要素または同様の機能を有する要素には同じ参照番号を付してある。ただし、図中の要素は縮尺通りに描かれておらず、わかりやすくするために意図的に拡大して描かれていることがあることに注意されたい。
【００１３】
図１には、本発明で使用されるマルチカラーＬＥＤの実施例として、エピ積層型ＬＥＤ１の斜視図が示されている。ここでは、公知のプロセスのエピタキシャル成長により、半導体基板上に複数の半導体層から成るスタックが積層され、後に基板が除去される。図１の実施例では、エピ積層型ＬＥＤ１は発光面３０を有するＲＧＢ‐ＬＥＤとして構成されており、赤色光、緑色光および青色光を放出するのに適したＬＥＤを含む。実装基板２上に、種々の色の光を形成するための複数の半導体層３１〜３３のスタック（積層体）３が配置されている。
【００１４】
図１では、半導体層３１〜３３を実装基板２に組み込まれた駆動線路の端子へ電気的に接続するボンディングワイヤ４が設けられている。これに代えて、電気的接続を公知の別の手段によって形成してもよい。プロジェクタにおいて使用されるＬＥＤは基本的には任意の形態に構成できるが、特に有利には、従来の手法と同様にコンタクトが形成されて電気的接続が行われる。
【００１５】
図２には、エピ積層型ＬＥＤ１を組み込んだプロジェクション装置の第１の実施例が示されている。エピ積層型ＬＥＤ１は、ここでは、画像形成回路５に適したＬＣｏＳリフレクタ（Liquid Crystan on Siliconリフレクタ）、ＤＬＰリフレクタ（Digital Light Processingリフレクタ）または他のリフレクタへ、形成した光を配向するように構成されている。画像形成回路５から放出された光はスクリーン６で反射され、このスクリーン６上に形成すべき画像が結像される。ＤＬＰリフレクタは格子状に配置された複数の鏡から構成されており、各鏡は個々に駆動されて旋回可能である。ＬＥＤは、種々の色に対応する複数の層がシーケンシャルに照明され、きわめて短い時間間隔で種々の色が生じ、全体として混合色の印象が形成されるように駆動される。こうした技術そのものは公知であり、本発明の実施例の１つとして利用される。
【００１６】
図３には、エピ積層型ＬＥＤ１を光源として用いるプロジェクション装置の第２の実施例が示されている。ここでは画像形成回路としてＬＣＤ画像形成回路７が設けられており、透過光が個々のピクセルにおいて多かれ少なかれフィルタリングされ、形成すべき画像に相応するカラーパターンがスクリーン６上に発生される。ＬＣＤ画像形成回路７は公知の手法で駆動される。ここで重要なのは、エピ積層型ＬＥＤ１が光源として使用され、横方向で見た光放射面積の制限されたコンパクトな装置が提供されるということである。
【００１７】
このように、本発明にとって重要なのは、光放射のための面が上下方向に配置されるので横方向で見た光放射面の寸法が小さく保たれるうえ、多色を利用できるということである。
【００１８】
本発明は前述した実施例に限定されるものではない。前述した特徴は、それが特許請求の範囲あるいは明細書に明示的に記載されていなくとも、単独でまたは任意に組み合わせて、本発明の対象となりうる。
【００１９】
本願は独国出願第１０２００８０２５１６０．７号の優先権を主張するものであり、その開示内容に関連している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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