[发明专利]投影设备

说明书

本发明涉及一种投影设备，其具有光调制器和至少一个光源，该光源具有发光二极管芯片。

本申请要求德国专利申请10 2005 022 357.5和10 2005 031 336.1的优先权，其相应的公开内容通过引用结合于此。

在投影设备中，所投影的图像的亮度尤为重要。为了产生尽可能高的亮度，用于前述类型的投影设备的光源目前通常装配有尽可能多的发光二极管芯片。

本发明的任务是提供一种前述类型的投影设备，该投影设备与传统的投影设备相比在亮度的产生方面具有更高的效率。

该任务通过一种根据权利要求1或者根据权利要求2所述的投影设备解决。有利的改进方案和优选实施形式是从属权利要求的主题。

在考虑到光调制器的特性的情况下来选择发光二极管芯片的数量N。令人意外的是，发现仅利用与传统投影设备相比较小数量的发光二极管芯片，就可在投影设备中以最佳效率产生高亮度。

在确定发光二极管芯片的最佳数量N时，尤其是考虑了光调制器的光接收区域的待照亮横截面的大小A_M以及该光接收区域对入射光的最大接收角α。光接收区域的最大接收角α是针对入射到光调制器上的光的、为光调制器所设置的最大入射角。

此外，在确定发光二极管芯片的数量N时，考虑了发光二极管芯片的辐射耦合输出面的大小A_D以及发光二极管芯片的最大辐射角β。可替换地，也可使用仅仅一个发光二极管芯片的辐射耦合输出面A_D和最大辐射角β，即至少一个发光二极管芯片具有大小为A_D的辐射耦合输出面。发光二极管芯片的辐射耦合输出面是通过其从发光二极管芯片耦合输出电磁辐射的外表面。最大辐射角β相对于发光二极管芯片的主辐射方向来测量，并且为这样的角度：在该角度下仍从发光二极管芯片耦合输出有效的电磁辐射强度。

在投影设备中，在发光二极管芯片与光调制器间的光路中设置有至少一个光学元件。

对于发光二极管芯片的数量N，适用以下公式：

0,7*(A_M*sin²(α))/(A_D*sin²(β)*n²)≤N≤1,3*(A_M*sin²(α))/(A_D*sin²(β)*n²)，

其中n的值取决于从发光二极管芯片耦合输出的辐射受附加装置影响的程度。换句话说，发光二极管芯片数量N的可能值借助由(A_M*sin²(α))与(A_D*sin²(β)*n²)构成的商来确定并且最大超过或者低于该商30％。根据第一实施形式，n＝1。可替换地，n等于耦合介质的材料折射率，其中发光二极管芯片的辐射耦合输出面设置有该耦合介质，这将在下面更为详细地予以阐述。

根据一种实施形式，在发光二极管芯片与光学元件间的光路中存在间隙，该间隙填充有气体。此外，发光二极管芯片的辐射耦合输出面A_D没有耦合介质。在这样的情况下，n＝1。

结合本发明，耦合介质应理解为一种介质，与裸露的发光二极管芯片相比，借助该介质使来自发光二极管芯片的辐射耦合输出显著地受到影响。尤其是当发光二极管芯片的辐射耦合输出面A_D没有封装材料(如浇注材料)时，情况如此。封装材料应理解为一种材料，其适于以已知的方式封装或者包封发光二极管芯片，使得其免受外部影响。

当辐射耦合输出面A_D以这种方式来设置封装材料，使得来自发光二极管芯片的辐射耦合输出仅以足以忽略的程度地受该封装材料影响时，发光二极管芯片也没有耦合介质。尤其是辐射耦合输出面A_D上的封装材料具有小于或者等于发光二极管芯片的彼此对置的芯片边的最大距离的0.2倍时，情况如此。在具有方形基本形状的发光二极管芯片中，最大横向距离等于芯片边长。在具有矩形基本形状的发光二极管芯片中，该表述相应于较长芯片边的长度。通常，最大横向伸展在本发明的意义上相应于彼此对置的芯片边的最大距离。尤其是，具有折射率大于1的基本上施加成平面层的封装材料在上述前提条件下不应理解为本发明意义上的耦合介质。同样，空气基本上不应理解为耦合介质。