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10. 发明专利

TWI322322B 投影裝置 PROJECTION DEVICE 有权
简体标题：投影设备 PROJECTION DEVICE
公开(公告)号：TWI322322B
公开(公告)日：2010-03-21
申请号：TW095116651
申请日：2006-05-11
申请人：歐斯朗奧托半導體股份有限公司
发明人：吉哈德庫恩 , 約瑟夫胡特納 , 馬里歐瓦寧格 , 喬治柏納 , 摩利茲恩格 , 派屈克柯羅摩帝斯 , 史提芬葛羅茲契
IPC分类号： G03B , G02B , H01L
CPC分类号： G02B19/0066 , F21K9/00 , F21V17/101 , G02B19/0028 , G02B26/0833 , G02B27/0983 , G03B21/14 , G03B21/2033 , G03B21/208 , H01L25/0753 , H01L33/58 , H01L33/60 , H01L2924/0002 , H04N9/315 , H01L2924/00
摘要：本發明提供一種投影裝置，其具備：光調變器，其光接收區具有一種大小是AM之待照亮的橫切面且對入射光顯示一種最大接收角α；以及至少一光源，藉此光源操作時產生一光錐以對光接收區之橫切面進行照明，且此光源具有N個發光二極體晶片，其具有一最大發射角β。至少一發光二極體晶片具有一種大小是AD之輻射發射面，此大小AD適合以下的關係式0.7 ＊ (AM ＊ sin 2 (α))/(AD ＊ sin 2 (β) ＊ n 2 )N1.3 ＊ (AM ＊ sin 2 (α))/(AD ＊ sin 2 (β) ＊ n 2 )，其中n=1或n等於設置在發光二極體晶片上之一耦合媒體之折射率。 A projection device with a light modulator and at least one light source is provided, the light modulator has a light-reception area with an illuminating cross-section area of size AM and a maximal acceptation-angle α for incident light, and by means of the light source in its operation a light cone is generated to illuminate the cross-section area of the light-reception area, and the light source has a number N of luminescence-diode chips with a maximal emission-angle β. At least one of the luminescence-diode chips has a radiation-emission area of size AD. It satisfies the relation 0.7 * (AM*sin 2 (α))/(AD*sin 2 (β)*n 2 )N1.3 * (AM*sin 2 (α))/(AD*sin 2 (β)*n 2 ), where n=1 or equal to the refraction index of a coupling medium, with which the luminescence-diode chips are provided. 【創作特點】本發明的目的是提供一上述形式的投影裝置，其在與傳統的投影裝置比較下，就亮度的產生而言具有高的效率。
上述目的依據申請專利範圍第1項或第2項之投影裝置來達成。本發明有利的其它形式描述在申請專利範圍各附屬項中。
發光二極體晶片之數目N是在考慮光調變器之特性下選取。令人驚異地已確定的事實是：在與傳統的投影裝置比較下，就投影裝置中一種高亮度的產生而言最佳效率只需以數目較少的發光二極體晶片即可達成。
在算出此發光二極體晶片之最佳化的數目N時，另外需考慮該光調變器之光接收區之待照明的橫切面之大小AM以及入射光之光接收區之最大接收角α。光接收區之最大接收角α是入射至光調變器上的光對該光調變器所形成的最大入射角。
在決定該發光二極體晶片之數目N時，另外需考慮該發光二極體晶片之輻射發射面之大小AD以及發光二極體晶片之最大發射角β。另一方式是亦可只使用其中一個發光二極體晶片之輻射發射面AD以及最大發射角β。即，至少一發光二極體晶片具有一大小是AD的輻射發射面。發光二極體晶片之輻射發射面是一種外表面，電磁輻射經由此一外表面而由發光二極體晶片射出。最大發射角β是相對於發光二極體晶片之主發射方向而測得且在此角度下電磁輻射的主要成份仍由發光二極體晶片發出。
在上述之投影裝置中，發光二極體晶片和光調變器之間的光路徑中配置至少一光學元件。
發光二極體晶片之數目N適合以下之數學式：
其中n之值是與”輻射由發光二極體晶片發出時其它元件對此輻射的影響程度”有關。換言之，發光二極體晶片之數目N的可能之值是依據(AM ＊ sin 2 (α))和(AD ＊ sin 2 (β) ＊ n 2 )之商來決定且超過-或低於此商之部份最多只能是此商之30%。依據第一實施形式，n=1。另一方式是使n等於耦合媒體之材料的折射率，發光二極體晶片之輻射發射面設有該耦合媒體，這在以下將詳述。
依據本發明之一實施形式，在發光二極體晶片和光學元件之間的光路徑中形成一種間隙，間隙中填入一種氣體。此外，發光二極體晶片之輻射發射面AD中無該耦合媒體。在此種情況下n=1。
本發明中所謂耦合媒體是指一媒體，藉此媒體使由發光二極體晶片所發出的輻射在與單純的發光二極體晶片比較時可大大地受到影響。這在發光二極體晶片之輻射發射面AD中未具備一種包封材料(例如，澆注材料)時特別是屬此種情況。所謂包封材料是指一種材料，其適合以習知的方式來包封該發光二極體晶片，使發光二極體晶片受到保護而不受外界所影響。
當輻射發射面AD設有一種包封材料時，發光二極體晶片亦可未具備一種耦合媒體，使由發光二極體晶片所發出的輻射只受到該包封材料之一種微不足道的影響。這特別是在該包封材料在輻射發射面AD上具有一種小於或等於發光二極體晶片之互相面對的晶片邊緣之最大間距之0.2倍的厚度時即屬此種情況。在具有正方形基形的發光二極體晶片中，最大之橫向間距等於晶片邊緣長度。在具有矩形基形的發光二極體晶片中，最大之橫向間距等於較長的晶片邊緣之長度。通常，本發明中最大之橫向範圍等於互相面對的晶片邊緣之最大間距。依據本發明之概念，特別是一種基本上施加成平面層之折射率大於1之包封材料在上述先決條件下不能視為一種耦合媒體。同樣，空氣基本上不能視為一種耦合媒體。
依據本發明的另一實施形式，發光二極體晶片之輻射發射面AD設有一種耦合媒體。本實施形式的投影裝置中，n等於該耦合材料的折射率。
這特別是在發光二極體晶片藉由耦合材料而在光學上耦合至光學元件時或該輻射發射面AD設有一種耦合材料時即屬此種情況，此時由發光二極體晶片發出的輻射會大大地受到影響，特別是此輻射可大大地提高。
本發明由以下的概念開始，即：當發光二極體晶片之輻射發射面AD設有一種耦合材料時，上述之輻射發射亦會受到重大的影響，該耦合材料之厚度大於互相面對之晶片邊緣之最大間距的0.2倍。此耦合材料例如亦可以是一種包封材料。
發光二極體晶片較佳是具有一種薄膜層，其具有一種可發出電磁輻射的活性區，此活性區基本上未具備一種生長基板且在遠離主發射面之此側上設有一種反射器。這些都是所謂薄膜-發光二極體晶片之主要特性，其在特別有利的情況下是包含在投影裝置中。
薄膜-發光二極體晶片之特徵特別是以下各項：-在產生輻射用的磊晶層序列之面向一載體元件之第一主面上施加-或形成一反射層，其使磊晶層序列中所產生的電磁輻射之至少一部份反射回到磊晶層序列中，-此磊晶層序列所具有的厚度是在20微米或更小的範圍中，特別是在10微米或更小的範圍中，-此磊晶層序列包含至少一種半導體層，其具有至少一種面，此面含有一種混合結構，此混合結構在理想狀況下可使光束以近似於遍壢(ergodic)之形式分佈在磊晶層序列中，即，此混合結構具有一種儘可能遍壢之隨機雜散特性。
薄膜-發光二極體晶片之基本原理例如已描述在I.Schnitzer et al.,Appl.Phys.Letter.63(16),18.October 1993,2174-2176中，其已揭示的內容可藉由參考而併入此處。
薄膜-發光二極體晶片很近似於一種藍伯德(Lambertic)表面輻射器且因此特別適合用在投影裝置所用的光源中。就本發明之薄膜-發光二極體晶片而言，基本上所採用的最大發射角β是90 o 。薄膜-發光二極體晶片中，經由薄膜層之側面所發出的輻射之成份通常很微小，其通常小於全部輻射量的1%，因此，薄膜-發光二極體晶片中輻射發射面AD上的側面之輻射成份亦可忽略。
依據上述投影裝置之一有利的實施形式，發光二極體晶片配置成x列和y行之矩陣，其中此數目x之可能之值是由(lM ＊ sin(α))和(lD ＊ sin(β) ＊ n)之商且y之可能之值是由(bM ＊ sin(α))和(bD ＊ sin(β) ＊ n)之商來決定，這些值x和y超過或低於相對應的商之部份最多只能30%。於此，lM和bM分別是光調變器之光接收區之橫切面AM之長度和寬度，且lD和bD分別是發光二極體晶片之薄膜層之主發射面之長度和寬度。
藉由算出該矩陣之列和行之適當的值，則發光二極體晶片之配置可依據光接收區之形式來調整，此時仍可有效地使用一種由發光二極體晶片所產生的光。
數目N或數字x或y之可能的值特別有利的情況下是等於上述之商簡化成相鄰的整數值後所對應的值。因此，可儘可能有效地使用該由發光二極體晶片所產生的光。
除了算出該數目N之外，依據本發明的概念通常亦可對發光二極體晶片預設一特定的數目N且發光二極體晶片之大小或其輻射發射面AD或其長度和寬度亦可依據上述公式所算出的值來調整。例如，輻射發射面適合下式
當然，當各別地預設另外的一些大小時，所有其它包含在上述公式中的大小亦可相對應地算出。
依據本發明的另一有利的實施形式，數目N或數字x或y之可能的值等於上述之商簡化成相鄰的整數值後所對應的值。當發光二極體晶片配置成偶數的組時，則偶數值的N是有利的。在此種情況下一特定的光學元件配置在每一組發光二極體晶片之後是有利的。
依據本發明的一特別有利的實施形式，發光二極體晶片之主發射面具有一種矩形的形式。因此，發光二極體晶片之形式及/或發光二極體晶片之輻射發射面AD之形式較佳是可依據光調變器之光接收區域之外形(contour)或形式來調整。這對光源所發出的光之使用情況的改良是有利的。
一種光學元件較佳是共同配屬於多個發光二極體晶片。在與每一發光二極體晶片都設置一種光學元件時的情況相比較下，這樣所具有的優點是安裝較簡單。另一方式是將發光二極體晶片劃分成至少二組，每組分別配置一特定的光學元件。
適當的方式是一發光轉換元件分別配置在發光二極體晶片之至少一部份之後，藉此轉換元件使發光二極體晶片所發出的電磁輻射之至少一部份轉換成波長已改變的電磁輻射。例如，當發出藍光的發光二極體晶片與發出黃光的發光材料相組合時，則藉由發光轉換元件特別是可產生白光。
另一方式是不同的發光轉換材料可有利地配置在不同的發光二極體晶片之後，這些發光轉換材料可有利地發出不同彩色之光或發出由不同的波長範圍所構成的光。
每一發光轉換材料具有唯一的發光材料時特別有利。在與”使用唯一的發光轉換材料(其中多種發光材料相混合)”相比較下，電磁輻射轉換時可達成一種較高的效率，此乃因在使用多種發光材料時，由第一發光材料所發出的光可由第二發光材料再吸收。另一方面，吾人通常可使用多種產生彩色光所用的發光材料以達成一種較只使用發光二極體晶片時還寬的發射光譜。整體而言，以上述方式可使光的彩色再現性更佳。
上述之光學元件較佳是以非成像用的光學聚光器之形式來形成，此種聚光器在與一般所用的聚光器相比較時可使光在反方向中穿過。藉由使用至少一種此種形式的光學元件，則由光源所發出的光之發散性可有利地以有效方式來縮減。
當光學聚光器之一種光輸入端儘可能定位在發光二極體晶片附近時特別有利。適當的方式是藉由光學元件儘可能靠近發光二極體晶片以使立體角(光在此立體角中由光學元件發出)縮小，此處輻射錐體之橫切面仍然很小。這在一種儘可能高的輻射強度應投影至一種儘可能小的面上時特別需要，就像投影裝置中的情況一樣。
幾何透鏡中一種主要的維修值是輻射密度，其是光源之面積含量和光源發射時的立體角之積。此輻射密度描述任意強度之光錐體之範圍。保持著此輻射密度時另外所具有的結果是：漫射的輻射源(例如，發光二極體晶片)之光不能再聚集，即，不能再轉向至一種範圍較小的面上。當光束以儘可能小的橫切面入射至光學元件時，損耗是不能容忍的。
在一特別適當的實施形式中，光藉由光學元件而強烈地對準，即，光之發散性大大地縮減，使光由光學元件中以一種具有某一開口角度的輻射錐體之形式而發出，此開口角度小於或等於光調變器之光接收區域之最大接收角α。
依據一有利的實施形式，該輻射錐體之開口角度小於或等於25度，較佳是小於或等於20度，特佳時是小於或等於15度。
光學聚光器有利的形式是一種CPC-,CEC-或CHC-形式之光學聚光器，此處聚光器之意義是指其反射側壁至少一部份及/或至少廣範圍地具有組合式拋物面聚光器(CPC-Compound Parabolic Concentrator)，組合式橢圓面聚光器(CEC-Compound Elliptic Concentrator)及/或組合式雙曲面聚光器(CHC-Compound Hyperbolic Concentrator)之形式。
光學元件之反射面之一部份或全部形成自由形式之面時特別有利，以便可最佳地設定一種所期望的發射特性。光學元件的基形因此較佳是類似於CPC,CEC或CHC。
另一方式是聚光器較佳是具有多個側壁，其將輻射輸入端與輻射輸出端相連接且使在側壁上延伸的直接之連接線在輻射輸入端和輻射輸出端之間以直線形式而延伸。
因此，光學元件在適當的方式下具有一種基體，其界定一種中空區且此中空區的內壁至少對此光源所發出的光的光譜區的一部份區域具有反射性。
另一方式是該光學元件較佳是以介電質聚光器的形式來形成且具有一種整體形式的基體，其介電質材料具有適當的折射率，使入射至此光學元件中的光藉由該整體之側面之界面上的全反射而反射至環境媒體中。藉由此種全反射，則可廣泛地防止光在其反射時被吸收。
光學元件之輻射輸出端較佳是具有一種透鏡形式之拱形界面。因此，可使光之發散性廣泛地縮減。
除了光學聚光器之外，光學元件亦可以光導來形成，此光導具有固定的橫切面或具有朝向光出口端而變大的橫切面以將光束相混合。光學元件之橫切面較佳是具有偶數多角形之形式，其外表面適當的方式是以筆直之形式來形成且具有平坦的部份面，這樣可確保光束可良好地混合。當不同彩色之光入射至光學元件時，此光學元件之上述實施形式特別有利，此不同彩色之光須混合成白光。
另一方式是上述的光導在輻射通道中配置在投影裝置之光學元件之後以將光束混合。
適當的方式是使相鄰的發光二極體晶片之一部份或全部以儘可能小的間距而互相配置著。此間距較佳是小於或等於300微米，特佳時是小於或等於100微米且大於或等於0微米。此種方式對投影裝置中達成一種儘可能高的輻射密度是有利的。
光學元件在輻射輸出側上較佳是具有一種矩形的橫切面。因此，可在光學元件中形成光錐的橫切面，使此光錐的至少一部份可依據光調變器之光接收區域之橫切面來調整。
此外，光學元件沿著第一面顯示出最大第一發射角且沿著第二面顯示出最大第二發射角，其與最大第一發射角不同。換言之，須形成此光學元件使經由輻射輸入端所入射的光沿著第一面以最大第一發射角-且沿著第二面以最大第二發射角由光學元件發出。第一面和第二面特別是平行於光學元件之主發射方向而延伸。第一面和第二面較佳是互相垂直而配置著。以此方式亦可有利地使光錐依據光調變器來調整。
最大第一發射角較佳是介於10度(含)和13度(含)之間且最大第二發射角較佳是介於13度(含)和18度(含)之間。
本發明之投影裝置的其它優點、較佳實施形式及其它形式和組成以下將依據第1至40圖中所示的實施例來描述。
简体摘要：本发明提供一种投影设备，其具备：光调制器，其光接收区具有一种大小是AM之待照亮的横切面且对入射光显示一种最大接收角α；以及至少一光源，借此光源操作时产生一光锥以对光接收区之横切面进行照明，且此光源具有N个发光二极管芯片，其具有一最大发射角β。至少一发光二极管芯片具有一种大小是AD之辐射发射面，此大小AD适合以下的关系式0.7 ＊ (AM ＊ sin 2 (α))/(AD ＊ sin 2 (β) ＊ n 2 )N1.3 ＊ (AM ＊ sin 2 (α))/(AD ＊ sin 2 (β) ＊ n 2 )，其中n=1或n等于设置在发光二极管芯片上之一耦合媒体之折射率。 A projection device with a light modulator and at least one light source is provided, the light modulator has a light-reception area with an illuminating cross-section area of size AM and a maximal acceptation-angle α for incident light, and by means of the light source in its operation a light cone is generated to illuminate the cross-section area of the light-reception area, and the light source has a number N of luminescence-diode chips with a maximal emission-angle β. At least one of the luminescence-diode chips has a radiation-emission area of size AD. It satisfies the relation 0.7 * (AM*sin 2 (α))/(AD*sin 2 (β)*n 2 )N1.3 * (AM*sin 2 (α))/(AD*sin 2 (β)*n 2 ), where n=1 or equal to the refraction index of a coupling medium, with which the luminescence-diode chips are provided. 【创作特点】本发明的目的是提供一上述形式的投影设备，其在与传统的投影设备比较下，就亮度的产生而言具有高的效率。上述目的依据申请专利范围第1项或第2项之投影设备来达成。本发明有利的其它形式描述在申请专利范围各附属项中。发光二极管芯片之数目N是在考虑光调制器之特性下选取。令人惊异地已确定的事实是：在与传统的投影设备比较下，就投影设备中一种高亮度的产生而言最佳效率只需以数目较少的发光二极管芯片即可达成。在算出此发光二极管芯片之最优化的数目N时，另外需考虑该光调制器之光接收区之待照明的横切面之大小AM以及入射光之光接收区之最大接收角α。光接收区之最大接收角α是入射至光调制器上的光对该光调制器所形成的最大入射角。在决定该发光二极管芯片之数目N时，另外需考虑该发光二极管芯片之辐射发射面之大小AD以及发光二极管芯片之最大发射角β。另一方式是亦可只使用其中一个发光二极管芯片之辐射发射面AD以及最大发射角β。即，至少一发光二极管芯片具有一大小是AD的辐射发射面。发光二极管芯片之辐射发射面是一种外表面，电磁辐射经由此一外表面而由发光二极管芯片射出。最大发射角β是相对于发光二极管芯片之主发射方向而测得且在此角度下电磁辐射的主要成份仍由发光二极管芯片发出。在上述之投影设备中，发光二极管芯片和光调制器之间的光路径中配置至少一光学组件。发光二极管芯片之数目N适合以下之数学式：其中n之值是与”辐射由发光二极管芯片发出时其它组件对此辐射的影响程度”有关。换言之，发光二极管芯片之数目N的可能之值是依据(AM ＊ sin 2 (α))和(AD ＊ sin 2 (β) ＊ n 2 )之商来决定且超过-或低于此商之部份最多只能是此商之30%。依据第一实施形式，n=1。另一方式是使n等于耦合媒体之材料的折射率，发光二极管芯片之辐射发射面设有该耦合媒体，这在以下将详述。依据本发明之一实施形式，在发光二极管芯片和光学组件之间的光路径中形成一种间隙，间隙中填入一种气体。此外，发光二极管芯片之辐射发射面AD中无该耦合媒体。在此种情况下n=1。本发明中所谓耦合媒体是指一媒体，借此媒体使由发光二极管芯片所发出的辐射在与单纯的发光二极管芯片比较时可大大地受到影响。这在发光二极管芯片之辐射发射面AD中未具备一种包封材料(例如，浇注材料)时特别是属此种情况。所谓包封材料是指一种材料，其适合以习知的方式来包封该发光二极管芯片，使发光二极管芯片受到保护而不受外界所影响。当辐射发射面AD设有一种包封材料时，发光二极管芯片亦可未具备一种耦合媒体，使由发光二极管芯片所发出的辐射只受到该包封材料之一种微不足道的影响。这特别是在该包封材料在辐射发射面AD上具有一种小于或等于发光二极管芯片之互相面对的芯片边缘之最大间距之0.2倍的厚度时即属此种情况。在具有正方形基形的发光二极管芯片中，最大之横向间距等于芯片边缘长度。在具有矩形基形的发光二极管芯片中，最大之横向间距等于较长的芯片边缘之长度。通常，本发明中最大之横向范围等于互相面对的芯片边缘之最大间距。依据本发明之概念，特别是一种基本上施加成平面层之折射率大于1之包封材料在上述先决条件下不能视为一种耦合媒体。同样，空气基本上不能视为一种耦合媒体。依据本发明的另一实施形式，发光二极管芯片之辐射发射面AD设有一种耦合媒体。本实施形式的投影设备中，n等于该耦合材料的折射率。这特别是在发光二极管芯片借由耦合材料而在光学上耦合至光学组件时或该辐射发射面AD设有一种耦合材料时即属此种情况，此时由发光二极管芯片发出的辐射会大大地受到影响，特别是此辐射可大大地提高。本发明由以下的概念开始，即：当发光二极管芯片之辐射发射面AD设有一种耦合材料时，上述之辐射发射亦会受到重大的影响，该耦合材料之厚度大于互相面对之芯片边缘之最大间距的0.2倍。此耦合材料例如亦可以是一种包封材料。发光二极管芯片较佳是具有一种薄膜层，其具有一种可发出电磁辐射的活性区，此活性区基本上未具备一种生长基板且在远离主发射面之此侧上设有一种反射器。这些都是所谓薄膜-发光二极管芯片之主要特性，其在特别有利的情况下是包含在投影设备中。薄膜-发光二极管芯片之特征特别是以下各项：-在产生辐射用的磊晶层串行之面向一载体组件之第一主面上施加-或形成一反射层，其使磊晶层串行中所产生的电磁辐射之至少一部份反射回到磊晶层串行中，-此磊晶层串行所具有的厚度是在20微米或更小的范围中，特别是在10微米或更小的范围中，-此磊晶层串行包含至少一种半导体层，其具有至少一种面，此面含有一种混合结构，此混合结构在理想状况下可使光束以近似于遍坜(ergodic)之形式分布在磊晶层串行中，即，此混合结构具有一种尽可能遍坜之随机杂散特性。薄膜-发光二极管芯片之基本原理例如已描述在I.Schnitzer et al.,Appl.Phys.Letter.63(16),18.October 1993,2174-2176中，其已揭示的内容可借由参考而并入此处。薄膜-发光二极管芯片很近似于一种蓝伯德(Lambertic)表面辐射器且因此特别适合用在投影设备所用的光源中。就本发明之薄膜-发光二极管芯片而言，基本上所采用的最大发射角β是90 o 。薄膜-发光二极管芯片中，经由薄膜层之侧面所发出的辐射之成份通常很微小，其通常小于全部辐射量的1%，因此，薄膜-发光二极管芯片中辐射发射面AD上的侧面之辐射成份亦可忽略。依据上述投影设备之一有利的实施形式，发光二极管芯片配置成x列和y行之矩阵，其中此数目x之可能之值是由(lM ＊ sin(α))和(lD ＊ sin(β) ＊ n)之商且y之可能之值是由(bM ＊ sin(α))和(bD ＊ sin(β) ＊ n)之商来决定，这些值x和y超过或低于相对应的商之部份最多只能30%。于此，lM和bM分别是光调制器之光接收区之横切面AM之长度和宽度，且lD和bD分别是发光二极管芯片之薄膜层之主发射面之长度和宽度。借由算出该矩阵之列和行之适当的值，则发光二极管芯片之配置可依据光接收区之形式来调整，此时仍可有效地使用一种由发光二极管芯片所产生的光。数目N或数字x或y之可能的值特别有利的情况下是等于上述之商简化成相邻的整数值后所对应的值。因此，可尽可能有效地使用该由发光二极管芯片所产生的光。除了算出该数目N之外，依据本发明的概念通常亦可对发光二极管芯片默认一特定的数目N且发光二极管芯片之大小或其辐射发射面AD或其长度和宽度亦可依据上述公式所算出的值来调整。例如，辐射发射面适合下式当然，当各别地默认另外的一些大小时，所有其它包含在上述公式中的大小亦可相对应地算出。依据本发明的另一有利的实施形式，数目N或数字x或y之可能的值等于上述之商简化成相邻的整数值后所对应的值。当发光二极管芯片配置成偶数的组时，则偶数值的N是有利的。在此种情况下一特定的光学组件配置在每一组发光二极管芯片之后是有利的。依据本发明的一特别有利的实施形式，发光二极管芯片之主发射面具有一种矩形的形式。因此，发光二极管芯片之形式及/或发光二极管芯片之辐射发射面AD之形式较佳是可依据光调制器之光接收区域之外形(contour)或形式来调整。这对光源所发出的光之使用情况的改良是有利的。一种光学组件较佳是共同配属于多个发光二极管芯片。在与每一发光二极管芯片都设置一种光学组件时的情况相比较下，这样所具有的优点是安装较简单。另一方式是将发光二极管芯片划分成至少二组，每组分别配置一特定的光学组件。适当的方式是一发光转换组件分别配置在发光二极管芯片之至少一部份之后，借此转换组件使发光二极管芯片所发出的电磁辐射之至少一部份转换成波长已改变的电磁辐射。例如，当发出蓝光的发光二极管芯片与发出黄光的发光材料相组合时，则借由发光转换组件特别是可产生白光。另一方式是不同的发光转换材料可有利地配置在不同的发光二极管芯片之后，这些发光转换材料可有利地发出不同彩色之光或发出由不同的波长范围所构成的光。每一发光转换材料具有唯一的发光材料时特别有利。在与”使用唯一的发光转换材料(其中多种发光材料相混合)”相比较下，电磁辐射转换时可达成一种较高的效率，此乃因在使用多种发光材料时，由第一发光材料所发出的光可由第二发光材料再吸收。另一方面，吾人通常可使用多种产生彩色光所用的发光材料以达成一种较只使用发光二极管芯片时还宽的发射光谱。整体而言，以上述方式可使光的彩色再现性更佳。上述之光学组件较佳是以非成像用的光学聚光器之形式来形成，此种聚光器在与一般所用的聚光器相比较时可使光在反方向中穿过。借由使用至少一种此种形式的光学组件，则由光源所发出的光之发散性可有利地以有效方式来缩减。当光学聚光器之一种光输入端尽可能定位在发光二极管芯片附近时特别有利。适当的方式是借由光学组件尽可能靠近发光二极管芯片以使三維角(光在此三維角中由光学组件发出)缩小，此处辐射锥体之横切面仍然很小。这在一种尽可能高的辐射强度应投影至一种尽可能小的面上时特别需要，就像投影设备中的情况一样。几何透镜中一种主要的维修值是辐射密度，其是光源之面积含量和光源发射时的三維角之积。此辐射密度描述任意强度之光锥体之范围。保持着此辐射密度时另外所具有的结果是：漫射的辐射源(例如，发光二极管芯片)之光不能再聚集，即，不能再转向至一种范围较小的面上。当光束以尽可能小的横切面入射至光学组件时，损耗是不能容忍的。在一特别适当的实施形式中，光借由光学组件而强烈地对准，即，光之发散性大大地缩减，使光由光学组件中以一种具有某一开口角度的辐射锥体之形式而发出，此开口角度小于或等于光调制器之光接收区域之最大接收角α。依据一有利的实施形式，该辐射锥体之开口角度小于或等于25度，较佳是小于或等于20度，特佳时是小于或等于15度。光学聚光器有利的形式是一种CPC-,CEC-或CHC-形式之光学聚光器，此处聚光器之意义是指其反射侧壁至少一部份及/或至少广范围地具有组合式抛物面聚光器(CPC-Compound Parabolic Concentrator)，组合式椭圆面聚光器(CEC-Compound Elliptic Concentrator)及/或组合式双曲面聚光器(CHC-Compound Hyperbolic Concentrator)之形式。光学组件之反射面之一部份或全部形成自由形式之面时特别有利，以便可最佳地设置一种所期望的发射特性。光学组件的基形因此较佳是类似于CPC,CEC或CHC。另一方式是聚光器较佳是具有多个侧壁，其将辐射输入端与辐射输出端相连接且使在侧壁上延伸的直接之连接线在辐射输入端和辐射输出端之间以直线形式而延伸。因此，光学组件在适当的方式下具有一种基体，其界定一种中空区且此中空区的内壁至少对此光源所发出的光的光谱区的一部份区域具有反射性。另一方式是该光学组件较佳是以介电质聚光器的形式来形成且具有一种整体形式的基体，其介电质材料具有适当的折射率，使入射至此光学组件中的光借由该整体之侧面之界面上的全反射而反射至环境媒体中。借由此种全反射，则可广泛地防止光在其反射时被吸收。光学组件之辐射输出端较佳是具有一种透镜形式之拱形界面。因此，可使光之发散性广泛地缩减。除了光学聚光器之外，光学组件亦可以光导来形成，此光导具有固定的横切面或具有朝向光出口端而变大的横切面以将光束相混合。光学组件之横切面较佳是具有偶数多角形之形式，其外表面适当的方式是以笔直之形式来形成且具有平坦的部份面，这样可确保光束可良好地混合。当不同彩色之光入射至光学组件时，此光学组件之上述实施形式特别有利，此不同彩色之光须混合成白光。另一方式是上述的光导在辐射信道中配置在投影设备之光学组件之后以将光束混合。适当的方式是使相邻的发光二极管芯片之一部份或全部以尽可能小的间距而互相配置着。此间距较佳是小于或等于300微米，特佳时是小于或等于100微米且大于或等于0微米。此种方式对投影设备中达成一种尽可能高的辐射密度是有利的。光学组件在辐射输出侧上较佳是具有一种矩形的横切面。因此，可在光学组件中形成光锥的横切面，使此光锥的至少一部份可依据光调制器之光接收区域之横切面来调整。此外，光学组件沿着第一面显示出最大第一发射角且沿着第二面显示出最大第二发射角，其与最大第一发射角不同。换言之，须形成此光学组件使经由辐射输入端所入射的光沿着第一面以最大第一发射角-且沿着第二面以最大第二发射角由光学组件发出。第一面和第二面特别是平行于光学组件之主发射方向而延伸。第一面和第二面较佳是互相垂直而配置着。以此方式亦可有利地使光锥依据光调制器来调整。最大第一发射角较佳是介于10度(含)和13度(含)之间且最大第二发射角较佳是介于13度(含)和18度(含)之间。本发明之投影设备的其它优点、较佳实施形式及其它形式和组成以下将依据第1至40图中所示的实施例来描述。

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