專利名稱：投影和顯示系統(tǒng)的制作方法
投影和顯示系統(tǒng)
背景技術(shù)：
照明系統(tǒng)用于包括投影顯示系統(tǒng)、液晶顯示器的背光源等等在內(nèi)的多種不同的應用中。投影系統(tǒng)通常使用一個或多個傳統(tǒng)的白色光源，例如高壓汞燈。白光束通常被分為三原色，紅色、綠色和藍色，然后被引導向各自的成像空間光調(diào)制器，以生成各原色的圖像。 所得原色圖像光束被組合并投影到投影屏幕上以便于觀看。傳統(tǒng)的白色光源一般體積龐大，發(fā)射一種或多種原色光效率低，難以集成，并且在采用它們的光學系統(tǒng)中往往會導致尺寸和能耗的增加。近來，發(fā)光二極管(LED)已被視為傳統(tǒng)的白色光源的替代光源。LED具有提供能夠與傳統(tǒng)光源競爭的亮度和可操作壽命的潛能。然而，現(xiàn)在的LED，特別是發(fā)射綠光的LED，是相對低效的。微投影是一種顯示技術(shù)，其包含具有非常小形狀因子的發(fā)光器件。微投影技術(shù)的代表性實例是3M公司近期發(fā)布的基于硅上液晶(LCoS)空間光調(diào)制器(SLM)、發(fā)光二極管 (LED)照明器和小型偏振分束器的微投影機器。便攜式和嵌入式的應用(例如，移動電話和數(shù)碼靜態(tài)相機)所需的是更小、更亮、 能源效率更高的全彩色微投影儀。優(yōu)選地，這類微投影儀能夠投影靜止圖像或運動圖像。投影儀的發(fā)展趨勢是使機器具有更高的像素數(shù)、更高的亮度、更小的體積和更低的能耗。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本公開提供了一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括具有發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件的至少一個第一線性陣列和包括至少一個第一半導體多層疊堆的第二線性陣列。第一半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。投影系統(tǒng)還包括掃描光學元件，該掃描光學元件被設(shè)置用于沿著掃描方向透射至少所發(fā)射的所述第二波長光。在另一個方面，本公開提供了包括投影系統(tǒng)和投影屏幕的顯示器。該投影系統(tǒng)包括具有發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件的第一線性陣列以及包括至少一個第一半導體多層疊堆的第二線性陣列。第一半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。投影系統(tǒng)還包括被設(shè)置用于沿著掃描方向透射至少所發(fā)射的第二波長光的掃描光學元件。投影屏幕被設(shè)置用于截斷掃描光。在又一個方面，本公開提供了一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括具有發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件的第一線性陣列和包括至少一個第一半導體多層疊堆的由接收元件構(gòu)成的第二陣列。第一半導體多層疊堆中的每個被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。投影系統(tǒng)還包括位于第一線性陣列和第二陣列之間的第二光學元件。掃描光學元件能夠順序?qū)⑺l(fā)射的第一波長光從每個電致發(fā)光器件導向第二陣列的多個接收元件中的一個。在又一個方面，本公開提供了包括投影系統(tǒng)和投影屏幕的顯示器。該投影系統(tǒng)包括具有發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件的第一線性陣列以及包括至少一個第一半導體多層疊堆的由接收元件構(gòu)成的第二陣列。第一半導體多層疊堆中的每個被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。該投影系統(tǒng)還包括位于第一線性陣列和第二陣列之間的掃描光學元件。掃描光學元件能夠順序?qū)⑺l(fā)射的第一波長光從每個電致發(fā)光器件導向第二陣列的多個接收元件中的一個。投影屏幕被設(shè)置用于截斷掃描光。在又一個方面，本公開提供了一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件以及半導體多層疊堆。半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。該投影系統(tǒng)還包括掃描光學元件，所述掃描光學元件被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第二波長光，并且沿著掃描方向透射所發(fā)射的第二波長光。在又一個方面，本公開提供了包括投影系統(tǒng)和投影屏幕的顯示器。該投影系統(tǒng)包括發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件和半導體多層疊堆。半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。該投影系統(tǒng)還包括掃描光學元件，所述掃描光學元件被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第二波長光， 并且沿著掃描方向透射所發(fā)射的第二波長光。投影屏幕被設(shè)置用于截斷掃描光。在又一個方面，本公開提供了一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件以及由接收元件構(gòu)成的第一陣列。由接收元件構(gòu)成的第一陣列包括至少一個第一半導體多層疊堆，所述至少一個第一半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。該投影系統(tǒng)還包括位于電致發(fā)光器件和第一陣列之間的掃描光學元件。所述掃描光學元件能夠順序?qū)⑺l(fā)射的第一波長光從電致發(fā)光器件導向第一陣列的多個接收元件中的一個。在又一個方面，本公開提供了包括投影系統(tǒng)和投影屏幕的顯示器。該投影系統(tǒng)包括發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件和由接收元件構(gòu)成的第一陣列。由接收元件構(gòu)成的第一陣列包括至少一個第一半導體多層疊堆，所述至少一個第一半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光。該投影系統(tǒng)還包括位于電致發(fā)光器件和第一陣列之間的掃描光學元件。所述掃描光學元件能夠順序?qū)⑺l(fā)射的第一波長光從電致發(fā)光器件導向第一陣列的多個接收元件中的一個。投影屏幕被設(shè)置用于截斷掃描光。上述發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本公開的每個公開實施例或每種實施方式。以下附圖和具體實施方式
更具體地說明示例性實施例。


整個說明書中都參考了附圖，其中類似的附圖標記表示類似的元件，并且其中圖1示出投影儀系統(tǒng)的示意圖；圖2示出投影系統(tǒng)的透視圖；圖3示出投影系統(tǒng)的透視圖；圖4示出投影系統(tǒng)的透視圖；圖5示出投影系統(tǒng)的透視圖6示出投影系統(tǒng)的透視圖；圖7A至圖7B示出投影系統(tǒng)的示意圖；圖8示出投影系統(tǒng)的透視圖；圖9示出投影系統(tǒng)的透視圖；圖10示出投影系統(tǒng)的透視圖；以及圖11示出投影系統(tǒng)的透視圖。附圖未必按比例繪制。在附圖中使用的相同的標號表示相同的部件。然而，應當理解，在給定附圖中使用標號指示部件并非意圖限制另一個附圖中用相同標號標記的部件。
具體實施例方式投影系統(tǒng)已在(例如)公開的名稱為“ARRAY OF LUMINESCENT ELEMENTS” (發(fā)光元件的陣列)PCT專利申請No.W02008/10^96中有所描述，并且在功率低且尺寸小的前提下提供了更分辨率和高亮度。投影系統(tǒng)包括電致發(fā)光器件的單片二維陣列，這些元件中的部分或全部包含相鄰的II-VI量子阱下變頻器。本專利申請描述了投影系統(tǒng)，具體來講，描述了包括電致發(fā)光器件或電致發(fā)光器件陣列和多層半導體疊堆陣列的微投影系統(tǒng)，在一些實施例中，這些電致發(fā)光器件或電致發(fā)光器件陣列和多層半導體疊堆陣列能夠進行下變頻，被設(shè)置成將電致發(fā)光器件(一個或多個)所發(fā)射的光轉(zhuǎn)換成不同波譜的光。在一個實施例中，使用掃描光學元件將光從電致發(fā)光器件(一個或多個)導向下變頻元件陣列的不同部分。在另一個實施例中，使用掃描光學元件將下變頻元件陣列所發(fā)射的光引導到投影光學器件中。在一個具體實施例中，本專利申請描述了替代系統(tǒng)，所述替代系統(tǒng)還包括用于在微型投影儀應用中提供類似益處的II-VI量子阱下變頻器?？傮w上，本專利申請描述了一種電子顯示系統(tǒng)，其包括a)發(fā)射可見光的II-VI量子阱下變頻器的線性陣列，b)用于光學泵浦量子阱的激光器或LED的線性陣列，以及C)用于掃描來自發(fā)射器的線性陣列的光束從而得到二維圖像的光束偏轉(zhuǎn)裝置。可以將這個二維圖像投影到屏幕上，或者可以將其用于近眼式顯示器或其它顯示器應用。從經(jīng)光學泵浦的II-VI量子阱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生可見光可以提供優(yōu)于商購半導體源的優(yōu)點。這些優(yōu)點包括(例如)綠色的功率效率更大、紅色的波長與溫度的關(guān)系更穩(wěn)定、綠色的波長與泵浦功率的關(guān)系更穩(wěn)定、能夠調(diào)諧任何可見波長的峰值發(fā)射和窄發(fā)射帶寬(尤其是對于綠色)。根據(jù)器件結(jié)構(gòu)和泵浦水平，量子阱的輸出可以是類似激光的(即，準直的、相干輻射)或超發(fā)光的(即，適度準直的)或光致發(fā)光的(即，朗伯、非相干輻射)。全彩色圖像可以源于泵和下變頻器的單個線性RGB陣列，所述陣列針對圖像中的每一行的每種顏色可以包含一個元件，或者與這個數(shù)量成比率。或者，對于每種原色，可以存在泵和下變頻器的單獨線性陣列，使光束被光學組合，以在屏幕上得到全彩色圖像。在一個具體實施例中，還描述了包括發(fā)光區(qū)域陣列的光源。這些光源可以在(例如)光譜的可見區(qū)域內(nèi)有效輸出任何波長的光。這些光源可以被設(shè)計成輸出(例如)一種或更多種原色或白色光。這些光源可以是緊湊的、重量減輕的，因為(例如)發(fā)光區(qū)域的陣列可以被緊湊地集成到基底上。這些光源的發(fā)射效率和緊湊度可以導致新改進的光學系統(tǒng)，例如重量減輕、尺寸減小且功耗降低的便攜式投影系統(tǒng)。這些光源可以具有更大或更小的發(fā)光區(qū)域，其中，各區(qū)域的輸出光可以被主動地且獨立地控制。所述光源可以用于(例如)投影系統(tǒng)中，以照射一個或多個像素化圖像形成裝置。光源的各發(fā)光區(qū)域可以照射圖像形成裝置中不同的部分或區(qū)域。這種能力允許有效自適應的照明系統(tǒng)，在該照明系統(tǒng)中，可以主動調(diào)節(jié)光源發(fā)光區(qū)域的輸出光強度以提供圖像形成裝置中對應區(qū)域所需的最小照明。這些光源可形成單色(例如，綠色或墨綠色)或彩色圖像。這類光源將光源和圖像形成裝置的主要功能結(jié)合，從而導致裝配了本發(fā)明所公開的光源的光學系統(tǒng)的尺寸減小、 功耗降低、成本降低并且其中使用的元件或組件的數(shù)量減少。例如，在顯示系統(tǒng)中，本發(fā)明所公開的光源既可用作光源又可用作圖像形成裝置，從而消除或減少對背光源或空間光調(diào)制器的需要。發(fā)光元件的陣列，例如顯示系統(tǒng)中像素的陣列在本發(fā)明中公開，其中至少一些發(fā)光元件包括電致發(fā)光裝置，例如LED，能夠響應電信號而發(fā)光。這些發(fā)光元件中的一些包括一個或多個光轉(zhuǎn)換元件，例如一個或多個勢阱和/或量子阱，用于下變頻電致發(fā)光器件所發(fā)射的光。如本文所用的，下變頻是指經(jīng)轉(zhuǎn)換光的波長大于未經(jīng)轉(zhuǎn)換光的波長。本專利申請所公開的發(fā)光元件陣列可以在照明系統(tǒng)(例如自適應照明系統(tǒng))中使用，以供例如投影系統(tǒng)或其他光學系統(tǒng)之用。圖1示出根據(jù)本公開的一個方面的投影儀系統(tǒng)100的示意圖。投影儀系統(tǒng)100包括第一線性陣列110，所述第一線性陣列包括發(fā)射第一波長的光的電致發(fā)光器件。第一線性陣列110包括(例如)第一電致發(fā)光器件111A、第二電致發(fā)光器件IllB和第三電致發(fā)光器件111C，這些電致發(fā)光器件能夠分別發(fā)射具有第一波長λΑ、λΒ* λ。的第一光115Α、 第二光115Β和第三光115C。在一些情況下，第一波長λΑ、中的每個可以是相同的，例如，是短波長光，如，藍色光或紫外光。在一些情況下，第一波長λΑ、λΒ* Xe中的每個可以是不同的波長。第二線性陣列120可以被設(shè)置成從第一線性陣列110接收所發(fā)射的第一波長光。 圖1示出第二線性陣列120，所述第二線性陣列包括(例如)光轉(zhuǎn)換元件(LCE)，如，第一半導體多層疊堆121Α、第二半導體多層疊堆121Β和第三半導體多層疊堆121C。第一半導體多層疊堆121Α、第二半導體多層疊堆121Β和第三半導體多層疊堆121C中的每個能夠?qū)⑺l(fā)射(和所接收)的第一波長光115Α、115Β和115C下變頻成所發(fā)射的具有第二波長的光。 例如，可以用第一半導體多層疊堆121Α將第一電致發(fā)光器件IllA發(fā)射的第一波長光115Α 下變頻成所發(fā)射的第二波長光125Α。在一些情況下，從第一線性陣列110的第一電致發(fā)光器件、第二電致發(fā)光器件或第三電致發(fā)光器件(111A、111B、111C)中的一個或多個發(fā)射的第一波長光是不需要被下變頻的波長，例如，如果從電致發(fā)光器件發(fā)射藍光，則需要藍光作為最終輸出。在這類情況下， 可以在此處從第二陣列中省去半導體多層疊堆。在一些情況下，第一發(fā)射光可以被變頻兩次(或更多次)，如發(fā)射具有波長Xe的第三光115C的第三電致發(fā)光器件IllC所示的。第三光115C可以被第三半導體多層疊堆 121C下變頻一次，并且被可選的第四半導體多層疊堆121D下變頻第二次。例如，藍色波長光可以被第一次下變頻，成為綠色波長光，并且綠色波長光可以隨后被第二次下變頻，成為紅色波長光。這種“雙下變頻”可用在一些情況下，用于提高從藍色波長光轉(zhuǎn)換成紅色波長光的效率。在一些情況下，雙下變頻不必使用兩個單獨的下變頻器元件，但是可以替代地發(fā)生在轉(zhuǎn)換器材料的單個整體片中。在這類情況下，轉(zhuǎn)換器材料的單個單片包括同時吸收藍色泵浦和綠色發(fā)射的吸收器層以及同時發(fā)射綠光和紅光的勢阱層。通常，第一線性陣列110( “泵浦陣列”)和第二線性陣列120( “下變頻陣列”)可以彼此粘附粘結(jié)或晶片粘結(jié)，如別處所描述的。對于當泵浦陣列是線性激光二極管陣列時的情況，其可以要么與下變頻陣列分開要么與下變頻陣列結(jié)合。在一個具體實施例中，泵浦陣列與下變頻陣列分開，并且可能存在用于將泵浦光遞送到下變頻器的中間光學元件。第一線性陣列110和第二線性陣列120中的一者或兩者可以是單片的，也就是說，可以形成為不可分開的單個結(jié)構(gòu)。投影儀系統(tǒng)100還包括可選的準直光學器件150、可選的光中繼元件160、掃描光學元件130、可選的投影光學器件170和圖像平面140。例如，可選的準直光學器件150可以部分地準直光，其中，所發(fā)射的第二光125A、125B、125C以朗伯或近朗伯分布射出泵浦/ 下變頻器陣列。可選的準直光學器件150可以包括(例如)透鏡，這些透鏡要么可以使用別處所描述的技術(shù)直接結(jié)合到第二線性陣列120，或可以形成為陣列的整體部分，如(例如)在 2008 年 11 月 13 日提交、名稱為 “ELECTRICALY PIXELATED LUMINES CENT DEVICE INCORPORATING OPTICAL ELEMENTS”(包含光學元件的電像素化發(fā)光器件)的美國專利申請序列No. 61/114237中所描述的?？蛇x的光中繼元件160可以包括已知的反射鏡、棱鏡、透鏡等，用于將所發(fā)射的第二光125A、125B和125C導向掃描光學元件130，其中，沿著掃描方向141透射所發(fā)射的光。 掃描光學元件130可以包括任何熟知的1軸掃描器，包括(例如)檢流計反射鏡、MEMS器件或旋轉(zhuǎn)反射鏡或棱鏡等。在一些實施例中，還需要垂直于快掃描的第二“慢掃描”，并且可以通過任何熟知的系統(tǒng)包括(例如)2軸掃描器等來實現(xiàn)第二“慢掃描”，所述2軸掃描器包括雙旋轉(zhuǎn)反射鏡、具有逐漸傾斜小平面的旋轉(zhuǎn)反射鏡或MEMS反射鏡等。在一些情況下，圖1的投影儀系統(tǒng)100可以替代地用于(例如)近眼式顯示器中。 在近眼式顯示器中，圖1中可選的投影光學器件170和圖像平面140可以用觀眾的眼睛和合適的光學器件來替換，以透射掃描光束。如本文中所使用的，可以就投影應用來描述討論內(nèi)容和實例，但是這些討論內(nèi)容和實例將被理解為還更廣地同樣應用于其它顯示器應用。泵浦源可以是包括發(fā)光區(qū)域的“ΙΧη”陣列的高分辨率發(fā)射器件，可使用數(shù)字或模擬驅(qū)動電路獨立地尋址各發(fā)光區(qū)域，如本領(lǐng)域中已知的。在電磁譜的可見(例如，藍色)或紫外區(qū)域中發(fā)射短波長光的線性陣列可能是尤其理想的。存在至少兩類可以被視為微投影系統(tǒng)候選的線性發(fā)光器陣列，包括發(fā)光二極管和激光二極管，所述發(fā)光器陣列可以是邊緣發(fā)光設(shè)計或表面發(fā)光設(shè)計。LED的線性微陣列可以是單片發(fā)射裝置，其構(gòu)造在單個生長基底上并且被加工成允許對陣列中的各元件進行單獨尋址。LED電致發(fā)光器件能夠發(fā)射應用中可能需要的任何波長的光。例如，LED可發(fā)射UV波長、可見光波長或頂波長的光。在一些情況下，LED可為能夠發(fā)射UV光子的短波長LED。通常，LED和/或光轉(zhuǎn)換元件(LCE)可以由諸如有機半導體或無機半導體之類的任何合適的材料構(gòu)成，包括IV族元素，如Si或Ge ;III-V族化合物，例如 InAs, AlAs, GaAs, InP、A1P、GaP、InSb, AlSb, GaSb, GaN, A1N、InN 以及諸如AlfeiInP和AlfeJnN之類的III-V族化合物的合金；II-VI族化合物，例如S^e、CdSe、Bek、 MgSe、ZniTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS 以及 II-VI 族化合物的合金如 CdMgZnSe、 MgZnSeTe、BeCdMgZnSe或者以上所列出的任何化合物的合金。在一些情況下，LED可以包括一個或多個ρ型和/或η型半導體層、一個或多個有源層(可以包括一個或多個勢阱和/或量子阱)、緩沖層、基底層和覆蓋層。在一些情況下，LED和/或LCE可以包括以化合物CdSe和Mgk為合金的三個組分的CdMgZr^e合金層。在一些情況下，Cd、Mg和Si中的一個或多個(尤其是Mg) 在合金中的濃度可以為零，因此可以在合金中不存在。例如，LCE可包括能夠發(fā)射紅光的 Cd0.70Zn0.30Se量子阱，或能夠發(fā)射綠光的Cda33Znaf^e量子阱。又如，LED和/或LCE可包括 Cd、Zn、Se和可選的Mg的合金，在這種情況下，合金體系可由Cd(Mg)S^e表示。又如，LED 和/或LCE可包括Cd、Mg、Se和可選的Si的合金。在一些情況下，量子阱LCE的厚度范圍為約Inm至約IOOnm或者約2nm至約35nm。在一些情況下，半導體LED或LCE可為η摻雜或ρ摻雜的，其中可通過任何合適的方法以及通過添加任何合適的摻雜物來實現(xiàn)摻雜。在一些情況下，LED和LCE來自同一半導體族。在一些情況下，LED和LCE來自兩個不同的半導體族。例如，在一些情況下，LED是 III-V族半導體器件，而LCE是II-VI族半導體器件。在一些情況下，LED包含AlGaInN半導體合金，而LCE包含Cd(Mg)S^e半導體合金。通過任何合適的方法如通過粘合劑(如，熱固化或熱熔性粘合劑)、焊接、加壓、加熱或這類方法的任何組合，可以將LCE設(shè)置在或者附著于對應的電致發(fā)光器件。合適的熱固化粘合劑的例子包括硅樹脂、丙烯酸酯和聚硅氮烷制劑。合適的熱熔粘合劑的例子包括半晶質(zhì)聚烯烴，熱塑性聚酯和丙烯酸類樹脂。在一些情況中，LCE可以通過晶片粘合技術(shù)附著于對應的電致發(fā)光器件。例如，可以使用(例如)等離子體輔助的傳統(tǒng)的CVD工藝，用二氧化硅或其它無機材料的薄層覆蓋電致發(fā)光器件最上面的表面和LCE最下面的表面。接著，可使用加熱、加壓、水或一種或多種化學試劑的組合任選地平面化并粘合被涂覆表面?？赏ㄟ^用氫原子轟擊至少一個被覆蓋表面或通過用低能等離子體激活表面來改善粘合的步驟。晶片粘結(jié)方法在例如美國專利號5，915，193和6，563，133，以及Q. -Yi. Tong和U.G0sele所著的《半導體晶片粘結(jié)》(John Wiley & Sons, New York, 1999)的第4章和第10章中有所描述。在一些情況下，量子阱或勢阱LCE可以具有靠近阱的一個或多個光吸收層，以有助于吸收從對應的電致發(fā)光器件發(fā)射的光。在一些情況下，吸收層由其中產(chǎn)生光子的載流子可以有效擴散到勢阱的材料構(gòu)成。在一些情況下，光吸收層可包括諸如無機半導體之類的半導體。在一些情況下，量子阱或勢阱LCE可以包括緩沖層、基底層和覆蓋層?？梢酝ㄟ^任何合適的方法制造電致發(fā)光器件或LCE。例如，可以使用分子束外延 (MBE)、化學氣相沉積(CVD)、液相外延(LPE)或氣相外延(VPE)制造半導體電致發(fā)光器件和 / 或 LCE?；趯拵禝II-V族半導體合金(如，氮化鎵(GaN))的LED微陣列可以尤其可用于所提出的利用下變頻器的系統(tǒng)，這是由于它們在可見光譜的藍色區(qū)域至紫外區(qū)域內(nèi)有效發(fā)射光，從而在紅色區(qū)域和綠色區(qū)域中下變頻器能夠進行光致發(fā)光。例如，Strathclyde大學的Dawson組已構(gòu)造了 GaN LED的示例性64X64微陣列，使中心至中心的間距為50微米(Z. Gong 等人的“Matrix-Addressable Micropixellated InGaN Light-Emitting Diodes With Uniform Emission and Increased Light Output”(均勻發(fā)光并且光輸出增加的矩陣可尋址的微像素化 MGaN 發(fā)光二極管)，IEEE Electron Device Letters，54 (10)，2007， 2650)。泵浦陣列還可以是基于相干、準直源，如，超發(fā)光的發(fā)光二極管和激光器。使用至少三種不同的激光器技術(shù)來構(gòu)造激光器微陣列邊緣發(fā)光型固態(tài)激光二極管(EESSLD)、垂直腔表面發(fā)光激光器(VCSEL)和垂直延伸腔表面發(fā)光激光器(VECSEL)。最后一種技術(shù)的一個例子是得自 Novalux (Sunnyvale，CA)的 NECSEL。在一個具體實施例中，所描述的投影系統(tǒng)包括基于II-VI量子阱(QW)技術(shù)的下變頻元件的線性陣列。II-VI QW是分層的半導體合金，其包含元素周期表的nb族和VI族中的元素，如別處所描述的。半導體II-VI族QW表現(xiàn)出許多在顯示應用(如，微投影)中可能有益的特性。例如，可以構(gòu)造QW，使得它們在窄譜帶內(nèi)發(fā)射光，窄譜帶是飽和色的特性?；陲柡驮?例如，紅色、綠色和藍色)的顯示器的色域大于包括較少飽和原色的顯示器。另外，例如，QW具有納秒級的極短受激態(tài)壽命。短壽命允許使用脈寬調(diào)制方案來產(chǎn)生掃描成像系統(tǒng)中的灰度級亮度值，使像素停留時間有限。量子阱的線性陣列的發(fā)光輸出可以是類似激光的，例如，相當好準直的、相干輻射。量子阱的線性陣列的發(fā)光輸出可以替代地是超發(fā)光的，例如，適度準直的。線性陣列的發(fā)光輸出可以替代地是光致發(fā)光的，例如，朗伯、相干輻射?？梢酝ㄟ^器件結(jié)構(gòu)和泵浦水平來控制發(fā)光的類型。通常，光學元件可以設(shè)置在圖像發(fā)射器上，用于將其光中的更多光引導到掃描裝置上并且經(jīng)過投影光學器件?？梢曰谒l(fā)射光的特性和光學系統(tǒng)的幾何形狀來選擇這些光學元件(本文中被稱作“集光光學器件”)，并且這些光學元件可以包括發(fā)光面上的周期性結(jié)構(gòu)、截頭提取器、微透鏡、漸變折射率(GRIN)透鏡等。示例性的集光光學器件在(例如)公開的美國專利申請No. 2005/041567 (Conner)且在另外的美國專利 No. 7，300，177 (Conner) ；No. 7,070, 301 (Magarill) ；No. 7, 090, 357 (Magarill 等人)；No. 7，101，050 (Magarill 等人)；No. 7，427，146 (Conner) ；No. 7, 390, 097 (Magarill)； No. 7，246，923 (Conner)和 No. 7，423，297 (Leatherdale 等人)中有所描述。圖2示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)200的透視圖。圖2所示的元件 210-241中的每個對應于之前已描述的圖1所示的帶類似標號的元件110-141的描述。例如，對圖1中的第一線性陣列110的描述對應于對圖2中的第一線性陣列210的描述，依此類推。投影系統(tǒng)200包括藍色或紫外LED的第一單片線性陣列210，所述第一單片線性陣列 210整體地對齊并且粘結(jié)到II-VI族量子阱光致發(fā)光發(fā)光器的第二單片線性陣列220。在這個實施例中，例如，在經(jīng)過第二線性陣列220之后，所發(fā)射的第一藍色光215A被下變頻， 成為所發(fā)射的第二綠色光225A，并且所發(fā)射的第一藍色光215C被下變頻，成為所發(fā)射的第二紅色光225C。所發(fā)射的第一藍色光215B經(jīng)過第二線性陣列220被下變頻，變成所發(fā)射的第二藍色光225B。在一些情況下，所發(fā)射的第二藍色光225B可以源自紫外泵浦光的下變頻，或者如圖2中所示，第二藍色光225B可以是透射通過光學窗的LED光。所發(fā)射的第二綠色、藍色和紅色光(分別為225A、225B、225C)經(jīng)過可選的準直光學器件陣列250中的準直透鏡251，并且被掃描光學元件230沿著圖像平面240上的掃描方向241進行掃描。在圖2中，所示出的掃描光學元件230是沿著方向232繞軸233旋轉(zhuǎn)的矩形棱鏡231，但可以使用任何合適的掃描光學元件，如別處所描述的。使用各自具有紅色、綠色和藍色的η個元件的第一和第二線性陣列Q10、220)，可以在圖像平面240上產(chǎn)生m列Xn行的全彩色圖像。在單個圖像幀的時間段內(nèi)，可以驅(qū)動第一線性陣列210中的各發(fā)光器，以順序輸出與其行內(nèi)的m個像素值對應的光。然后，1軸掃描器透過投影透鏡的孔隙(在圖2中未示出，或者在緊接的附圖中未示出)掃描這個線性光圖案，從而在圖像平面上得到全二維圖像。替代地，可以使用具有更少元件(例如，各自具有紅色、綠色和藍色的n/k個元件) 的第一和第二線性陣列010、220)，在圖像平面240上通過“覆蓋掃描(swath scanning)” 產(chǎn)生m列Xn行的全彩色圖像。在單個圖像幀的時間段內(nèi)，驅(qū)動第一線性陣列210中的各發(fā)光器，以順序輸出與其行內(nèi)的m個像素值對應的光。然后，1軸掃描器透過投影透鏡的孔隙(在圖2中未示出，或者在緊接的附圖中未示出)掃描這個線性光圖案，從而在圖像平面上得到部分二維圖像。除了這個快速掃描之外，在整體圖像幀內(nèi)還將會進行k子幀的慢掃描，使得將會以帶的方式寫入圖像。這可以通過k個小平面的掃描多邊形反射鏡來實現(xiàn)，其中，每個小平面相對于其附近的小平面略有傾斜，使得可以寫入整體圖像。替代地，可以使用具有更少元件(例如，各自具有紅色、綠色和藍色的n/k個元件)的第一和第二線性陣列010、220)，在圖像平面240上通過“交錯掃描(interlaced scanning)”產(chǎn)生m列Xn行的全彩色圖像。在單個圖像幀的時間段內(nèi)，驅(qū)動第一線性陣列 210中的各發(fā)光器，以順序輸出與其行內(nèi)的m個像素值對應的光。然后，1軸掃描器透過投影透鏡的孔隙(在圖2中未示出，或者在緊接的附圖中未示出)掃描這個線性光圖案，從而在圖像平面上得到部分二維圖像。除了這個快速掃描之外，在整體圖像幀內(nèi)還將會進行k 子幀的慢掃描，使得將會以在所發(fā)射的光束之間存在間隙的方式來寫入圖像。這可以通過掃描多邊形反射鏡來實現(xiàn)，所述掃描多邊形反射鏡具有小平面-小平面傾斜使所述多邊形小于之前所描述的“覆蓋掃描”中的多邊形，以便將會以交錯方式寫入整體圖像。對于k的交錯因子(interlace factor)，線性發(fā)光器將會需要一定程度上超過3n/k個的元件，以確保所有的三色寫入η行中的每行。圖3示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)300的透視圖。圖3所示的元件 310-341中的每個對應于對之前已描述的圖2所示帶類似標號的元件210-241的說明。例如，對圖2中的第一線性陣列210的說明對應于對圖3中的整體第一線性陣列310的說明， 依此類推。投影系統(tǒng)300包括針對各顏色的整體第一線性陣列310的三個單獨的第一線性陣列311Α、311Β和311C。在圖3所示的一個實施例中，可以由包括GaN藍光LED的第一線性陣列311A產(chǎn)生藍光，并且第二線性陣列321A可以是光學窗的陣列。在另一個實施例中，可以由包括GaN紫外光LED的第一線性陣列311A結(jié)合第二線性陣列321A中的一體II-VI族下變頻器產(chǎn)生藍光?？梢杂砂℅aN綠光LED的第一線性陣列31IB產(chǎn)生綠光，并且第二線性陣列321B 可以是光學窗的陣列。在另一個實施例中，可以由包括GaN藍光或紫外光LED的第一線性陣列311B結(jié)合一體II-VI族下變頻器321B產(chǎn)生綠光?？梢杂砂ˋlfetInP紅光LED的第一線性陣列311C產(chǎn)生紅光，并且第二線性陣列321C可以是光學窗的陣列。在另一個實施例中，可以由包括GaN藍光或紫外光LED的第一線性陣列31IC結(jié)合一體II-VI族下變頻器 321C產(chǎn)生紅光。每個陣列可以具有集光光學器件380 (如別處所描述的)，以將輸出帶入公共1軸掃描光學元件并且?guī)нM投影透鏡孔隙(未示出)中。圖4示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)400的透視圖。圖4所示的元件 410-441中的每個對應于對之前已描述的圖3所示帶類似標號的元件310-341的說明。例如，對圖3中的整體第一線性陣列310的說明對應于對圖4中的整體第一線性陣列410的說明，依此類推。如圖4中所示，三個第一線性陣列411A、411B、411C和整體第二線性陣列421A、 421B、421C被設(shè)置成以略有不同的角度入射到掃描光學元件430上。在這個具體實施例中， 可以及時采用電子方式推進或延遲圖像，使得顏色在圖像平面440上對準。圖5示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)500的透視圖。圖5所示的元件 510-541中的每個對應于對之前已描述的圖4所示帶類似標號的元件410-441的說明。例如，對圖4中的整體第一線性陣列410的說明對應于對圖5中的整體第一線性陣列510的說明，依此類推。如圖5中所示，三個第一線性陣列511A、511B、511C和整體第二線性陣列521A、 521B、521C均被設(shè)置成入射到重新導向光學元件560中的單獨二向色鏡(561A、561B、561C) 上。在圖5中，二向色鏡(561A、561B、561C)中的每個被設(shè)置成使得光可以以基本相同的角度入射到掃描光學元件530上。替代地，圖2至圖5所示的各實施例可以使用半導體激光器的第一線性陣列(例如，邊緣發(fā)光型GaN藍光或紫外光激光二極管的陣列)作為電致發(fā)光器件的第一線性陣列， 如別處所描述的?？梢酝ㄟ^將激光二極管泵浦陣列與II-VI族量子阱陣列分開來提供更好的熱管理。另外，可以使用可選的準直光學器件，將各激光泵浦光束聚焦到其相應的II-VI 族元素上。對于選定泵浦為藍色激光二極管陣列的實施例，可以存在別的考慮。與來自II-VI 族下變頻器的紅光和綠光輸出不同，可以很好地準直透過II-VI族層中的窗的藍光輸出。 如果必要的話，集光光學器件可以被形成用于適應這種差異，或者，可以在II-VI族量子阱層中的藍光窗中設(shè)置漫射器。圖6示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)600的透視圖，其中，用邊緣發(fā)光型半導體激光器替代如(例如)圖3中描述的電致發(fā)光器件。在圖6中，投影系統(tǒng)600包括發(fā)光器610的三個單獨第一線性陣列611A、611B、611C。在這個具體實施例中，第一線性陣列611A、611B、611C都是線性邊緣發(fā)光型激光器陣列。圖6所示的其它元件620-641中的每個對應于對之前已描述的圖2所示帶類似標號的元件220-M1的說明。例如，對圖2 中的第二線性陣列220的說明對應于對圖6中的第二線性陣列620的說明，依此類推。在一些實施例中，如(例如)對于邊緣發(fā)光型GaN綠光或AWaInP紅光激光二極管，第一線性陣列611A-611C可能不需要第二線性陣列621A-621C中的II-VI下變頻器(如別處所描述的)。對于很好準直的顏色，可以簡化或取消掃描器之前的集光光學器件。另外，通過很好準直發(fā)光，二向色鏡內(nèi)的三種顏色的組合可能更容易。圖7A和圖7B分別示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)700A和700B的示意圖。在圖7A-7B中，用邊緣發(fā)光型半導體激光器替代如(例如)圖4和圖5中描述的電
13致發(fā)光器件。在圖7A-7B中，投影系統(tǒng)700A-700B包括邊緣發(fā)光型UV激光二極管711的單個第一線性陣列710。在圖7A中，第二線性陣列720A包括下變頻器721A，下變頻器721A可以是(例如) II-VI量子阱超發(fā)光或激光邊緣發(fā)光器。另外，在圖7A中，第二線性陣列720A包括背表面反射器723A以及半透明或防反射正表面722A中的一者。在圖7B中，第二線性陣列720B包括下變頻器721B，下變頻器721B可以是(例如) 垂直腔II-VI量子阱超發(fā)光發(fā)光器。另外，在圖7B中，第二線性陣列720B包括能夠使UV 光經(jīng)過并且反射可見光的二向色背表面724B。在圖7A和圖7B所示的實施例中，II-VI量子阱層的輸出是包括(例如)紅色光束 725A、綠色光束725B和藍色光束725C的平行線性陣列725。紅色光束、綠色光束和藍色光束(725A、725B、725C)中的每個可以是激光或超發(fā)光的光。因為與來自光致發(fā)光II-VI結(jié)構(gòu)的朗伯發(fā)光相比，H-VI發(fā)光現(xiàn)在被更好地準直，所以集光光學器件可以更簡化和/或更有效。圖8示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)800的透視圖，其中，用邊緣發(fā)光型半導體激光替代如(例如)圖5中描述的電致發(fā)光器件。在圖8中，投影系統(tǒng)800包括發(fā)光器810的三個單獨第一線性陣列811A、811B、811C。在這個具體實施例中，第一線性陣列811A、811B、811C都是線性邊緣發(fā)光型激光器陣列。投影系統(tǒng)800還包括具有三個單獨第二線性陣列821A、821B、821C的下變頻器陣列820，所述第二線性陣列821A、821B、821C可以是(例如)II-VI量子阱超發(fā)光或激光邊緣發(fā)光器。三個單獨第二線性陣列821A、821B、821C中的每個都包括背表面反射器723A以及半透明或防反射正表面722A中的一者，這與圖7A中描述的第二線性陣列720A類似。圖 8所示的其它元件825-851中的每個對應于對之前已描述的圖6所示帶類似標號的元件 625-651的說明。例如，對圖6中的掃描光學元件630的說明對應于對圖8中的掃描光學元件830的說明，依此類推。在圖8中，可能需要合適的光學器件(未示出)將泵浦光束更有效地聚焦到II-VI 層，如別處所描述的。在另一個具體實施例中，替代地，可以在圖8中使用如(例如)圖7B 中所示的來自II-VI層的面的超發(fā)光的發(fā)射光，不同之處在于，來自單個II-VI陣列的光束將會是單色的(如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會容易理解的)。在一些實施例中，三個單色線性陣列可以包括垂直腔型表面發(fā)光激光器 (VCSELs)，如(例如)在 2008 年 9 月 4 日提交、名稱為“DIODE-PUMPED LASER SOURCE"( 二極管泵浦激光源)的美國專利申請No. 61/094270中所示的。II-VI量子阱可以被構(gòu)造成具有環(huán)繞分布的布拉格反射器(DBR)，以形成可以可選地被合適的較短波長激光器泵浦的 VCSEL激光腔?？梢酝ㄟ^UV激光二極管陣列從后部，或者從前部，泵浦線性II-VI VCSEL陣列。這些實施例將會產(chǎn)生激光輸出的線性陣列，如(例如)圖7B所示的邊緣發(fā)光型II-VI 激光器情況那樣。在這個具體實施例中，從II-VI層的扁平面而不是邊緣發(fā)射激光。圖9示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)900的透視圖。在圖9中，投影系統(tǒng)900包括位于第一線性陣列910和二維陣列920之間的掃描光學元件930。圖9所示的其它元件930-941中的每個對應于對之前已描述的圖5所示帶類似標號的元件530-541 的說明。例如，對圖5中的掃描光學元件530的說明對應于對圖9中的掃描光學元件930的說明，依此類推。在圖9中，投影系統(tǒng)900包括具有電致發(fā)光發(fā)光器911的第一線性陣列910。電致發(fā)光發(fā)光器911中的每個可以是可同時激發(fā)二維陣列920的多個像素的紫外激光器(例如，邊緣發(fā)光型激光二極管)陣列的一部分。對于給定的mXn圖像矩陣以及k個獨立調(diào)制激光器的陣列，平均像素的占空比上升至高達k/(mXn)。這樣可以有助于投影圖像能具有足夠的圖像亮度和像素數(shù)。如圖9中所示，第一線性陣列910中的各電致發(fā)光器件911被獨立地調(diào)制以進行下列掃描(例如，第一像素942至掃描端像素943)，并且一起被同時調(diào)制以進行交叉行掃描(例如，第一像素942至第二端像素944)。來自第一線性陣列910的第一光束925A、第二光束925B和第三光束922C經(jīng)過掃描光學元件930，以通過光學方式泵浦二維陣列920中布置的第一半導體多層疊堆921A、 第二半導體多層疊堆921B和第三半導體多層疊堆921C。如圖9中看到的，掃描光學元件 930可以是矩形棱鏡931，其沿著方向932繞軸933旋轉(zhuǎn)，以沿著掃描方向941掃描第一光束925A、第二光束925B和第三光束922C中的每個。當每個光束掃描二維陣列920時，例如，第一半導體多層疊堆921被順序從第一像素942向掃描端像素943泵浦，并且經(jīng)下變頻光被投影到屏幕980上作為沿著路徑981掃描的經(jīng)投影下變頻的光。在圖9所示的一個實施例中，陣列中的各激光二極管只對單色的一行進行尋址； 然而，圖9不限于這種情況。例如，第一線性陣列910和掃描光學元件930可以相對于二維陣列920旋轉(zhuǎn)90°，使得各激光二極管激發(fā)一系列顏色。另外，像素921A、921B、921C可以是方形、矩形、三角形，或者，例如是六邊形形狀并且仍然由線性激光器陣列進行尋址?？梢酝ㄟ^熟知的1軸掃描器(如，圖9所示的旋轉(zhuǎn)棱鏡或旋轉(zhuǎn)反射鏡或諧振檢流計或MEMS反射鏡，如別處所描述的)來實現(xiàn)這種線性陣列的掃描。在一些實施例中，可能優(yōu)選的是，電致發(fā)光器件911的數(shù)量相當于二維陣列920的行數(shù)或列數(shù)，也就是說，對于顯示器的各行(列)，在激光器陣列中存在可調(diào)制元件，并且激光光斑的運動完全在顯示器的各列(行)上進行。應當理解，沿著(例如)路徑981掃描的經(jīng)投影下變頻的光可以投影到屏幕980 上，或者它可以用于近眼式顯示器或其它顯示應用(未示出)中。電致發(fā)光發(fā)光器911可以包括可被充分準直和掃描為泵浦的邊緣發(fā)光型激光二極管、VCSEL或包括超發(fā)光的其它 LED、光子晶格等。圖10示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)1000的透視圖。在圖10中，投影系統(tǒng)1000包括位于第一電致發(fā)光器件1010和二維陣列1020之間的掃描光學元件1030。 掃描光學元件1030可以使用(例如)熟知的裝置如諧振檢流計、MEMS反射鏡或沿正交方向旋轉(zhuǎn)的兩個多邊形反射鏡沿著兩軸進行受控掃描。直接或單獨用聲光調(diào)制器，與正泵浦的顏色/像素同步地調(diào)制激光強度。圖10所示的其它元件1020-1041中的每個對應于對之前已描述的圖9所示帶類似標號的元件920-941的說明。例如，對圖9中的二維陣列920 的說明對應于對圖10中的二維陣列1020的說明，依此類推。在一個具體實施例中，第一電致發(fā)光器件1010是泵浦RGB量子阱元件(1021A、 1021BU021C)的二維陣列1020的單個紫外激光器。使用包括(例如)第一檢流計反射鏡 1035和第二檢流計反射鏡1036的掃描光學元件1030，在整個二維陣列1020上順序掃描光束1025。例如，通過第一至第四掃描方向1041A-1041D示出順序的掃描。
在圖10所示的實施例中，量子阱下變頻器處的激光功率密度可能需要受限制，以保持其處于形成量子阱的材料的損壞閾值之下。然而，對于按時序激發(fā)量子阱像素的整個 “mXn”(行X列)矩陣的單個激光器而言，平均像素的占空比可以不超過Ι/mXn。另外， 每秒少于30幀的刷新速率(fps)可能導致出現(xiàn)觀眾討厭的閃爍，并且許多應用可以優(yōu)選使用60fps或高得多的速率。對于多快地直接或間接調(diào)制激光也有限制。占空比、最大激光調(diào)制速率、最小幀刷新速率以及損壞閾值限制的組合可以限制II-VI顯示器的圖像亮度或像素數(shù)，并且可能意味著本實施例更適于如近眼式的應用，而不太適于需要更多發(fā)射輸出如投影的應用。在一些情況下，泵浦源和投影光學器件可能優(yōu)選的是位于量子阱結(jié)構(gòu)的相對兩側(cè)。在這類情況下，可能理想的是，在量子阱陣列的輸入側(cè)具有使UV經(jīng)過并且反射可見光的二向色鏡或DBR。在其它情況下，可能理想的是，在量子阱陣列的輸入側(cè)具有使藍光經(jīng)過并且反射紅光和綠光的二向色鏡。在一些情況下，泵浦源和投影光學器件可能優(yōu)選的是位于量子阱結(jié)構(gòu)的同一側(cè)。 在這類情況下，可能理想的是，在量子阱陣列背離泵浦和投影光學器件的那一側(cè)具有金屬反射器，用于進行熱管理并且增加導向投影光學器件的光。圖11示出根據(jù)本公開的一個具體方面的投影系統(tǒng)1100的透視圖。在圖11中，投影系統(tǒng)1100包括位于包括電致發(fā)光發(fā)光器1111的第一線性陣列1110和二維陣列1120之間的掃描光學元件1130。投影系統(tǒng)1100還包括位于第一線性陣列1110和二維陣列1120 之間的二向色鏡1137。在一個具體實施例中，二向色鏡1137反射紫外(UV)光并且透射其它波長的光。電致發(fā)光發(fā)光器1111中的每個可以是可同時激發(fā)二維陣列1120的多個像素的紫外激光器(例如，邊緣發(fā)光型激光二極管，如圖11中所示)陣列的一部分。圖11所示的其它元件1110-1180中的每個對應于對之前已描述的圖9所示帶類似標號的元件910-980的說明。例如，對圖9中的掃描光學元件930的說明對應于對圖11中的掃描光學元件1130 的說明，依此類推。在圖11中，從電致發(fā)光發(fā)光器1111發(fā)射的光束1125經(jīng)過掃描棱鏡1130，并且與二向色鏡1137相交于交點位置11觀。在所示的一個具體實施例中，二向色鏡1137與光束 1125成大致45度的角度。光束1125可以是被二向色鏡1137反射并且被沿著反射路徑11 導向二維陣列1120中的第一半導體多層疊堆1121的UV光。半導體多層疊堆1121可以具有反射背表面1123，所述反射背表面可以使經(jīng)下變頻的第二光束1127沿著反射路徑11沈、 經(jīng)過二向色鏡1137引導回到投影屏幕1180上。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認識到的， 可以采用與圖9和圖10所示的方式類似的方式，掃描半導體多層疊堆1121的整個二維陣列 1120。除非另外指明，否則在說明書和權(quán)利要求中使用的表示部件的尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字應當被理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反的指示，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求中所提出的數(shù)值參數(shù)為近似值，可根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員利用本文所公開的教導內(nèi)容尋求獲得的所需特性而變化。除了與本公開可能直接抵觸的程度，本文引用的所有參考文獻及出版物都明確地以引用方式全文并入本文中。雖然本文已經(jīng)示出和描述了一些具體實施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以用多種替代和/或等同實現(xiàn)方式來代替所示出和描述的具體實施例。本專利申請旨在涵蓋本文所討論的具體實施例的任何修改或變型。因此，本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其等同內(nèi)容的限制。
權(quán)利要求
1.一種投影系統(tǒng)，包括至少一個第一線性陣列，包括發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件；第二線性陣列，包括至少一個第一半導體多層疊堆，所述第一半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光；以及掃描光學元件，被設(shè)置用于沿著掃描方向透射至少所發(fā)射的所述第二波長光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述第二線性陣列還包括至少一個第二半導體多層疊堆，所述第二半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第二部分下變頻成所發(fā)射的第三波長光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括第三線性陣列，所述第三線性陣列包括至少一個第三半導體多層疊堆，被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第二波長光，并且將所接收光中的至少第三部分下變頻成所發(fā)射的第四波長光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括第四線性陣列，所述第四線性陣列包括至少一個第四半導體多層疊堆，所述第四半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第四部分下變頻成所發(fā)射的第五波長光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括第五線性陣列，所述第五線性陣列包括被設(shè)置用于準直至少所發(fā)射的所述第二波長光的準直光學元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述第一線性陣列和所述第二線性陣列中的至少一者是單片的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，還包括環(huán)繞所述至少一個第一半導體多層疊堆的光學腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影系統(tǒng)，其中所述光學腔包括布拉格反射器。
9.一種投影系統(tǒng)，包括第一線性陣列，包括發(fā)射第一波長光的電致發(fā)光器件；由接收元件構(gòu)成的第二陣列，包括至少一個第一半導體多層疊堆，所述第一半導體多層疊堆中的每個被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光；以及掃描光學元件，位于所述第一線性陣列和所述第二陣列之間，所述掃描光學元件能夠順序?qū)⑺l(fā)射的所述第一波長光從所述電致發(fā)光器件的每個導向所述第二陣列的多個接收元件中的一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，其中由接收元件構(gòu)成的所述第二陣列還包括至少一個第二半導體多層疊堆，所述第二半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第二部分下變頻成所發(fā)射的第三波長光。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，還包括由接收元件構(gòu)成的第三陣列，所述第三陣列包括至少一個第三半導體多層疊堆，所述第三半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第二波長光，并且將所接收光中的至少第三部分下變頻成所發(fā)射的第四波長光。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，還包括第四線性陣列，所述第四線性陣列包括至少一個第四半導體多層疊堆，所述第四半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第四部分下變頻成所發(fā)射的第五波長光。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，還包括第五線性陣列，所述第五線性陣列位于所述第一線性陣列和所述掃描光學元件之間，所述第五線性陣列包括被設(shè)置用于準直所發(fā)射的所述第一波長光的準直光學元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，其中所述第一線性陣列和所述第二線性陣列中的至少一者是單片的。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，還包括環(huán)繞所述至少一個第一半導體多層疊堆的光學腔。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影系統(tǒng)，還包括位于由電致發(fā)光器件構(gòu)成的所述第一線性陣列和由接收元件構(gòu)成的所述第二陣列之間的二向色反射器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的投影系統(tǒng)，其中所述光學腔包括布拉格反射器。
18.一種投影系統(tǒng)，包括電致發(fā)光裝置，發(fā)射第一波長光；半導體多層疊堆，被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光；以及掃描光學元件，被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第二波長光，并且沿著掃描方向透射所發(fā)射的所述第二波長光。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的投影系統(tǒng)，還包括被設(shè)置用于準直所發(fā)射的所述第二波長光的準直光學元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的投影系統(tǒng)，其中所述電致發(fā)光器件和所述半導體多層疊堆是單片的。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的投影系統(tǒng)，還包括環(huán)繞所述半導體多層疊堆的光學腔。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的投影系統(tǒng)，其中所述光學腔包括布拉格反射器。
23.一種投影系統(tǒng)，包括電致發(fā)光裝置，發(fā)射第一波長光；由接收元件構(gòu)成的第一陣列，包括至少一個第一半導體多層疊堆，所述第一半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第一部分下變頻成所發(fā)射的第二波長光；以及掃描光學元件，位于所述電致發(fā)光器件和所述第一陣列之間，所述掃描光學元件能夠順序?qū)⑺l(fā)射的所述第一波長光從所述電致發(fā)光器件導向所述第一陣列的多個接收元件中的一個。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，其中由接收元件構(gòu)成的所述第一陣列還包括至少一個第二半導體多層疊堆，所述第二半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第二部分下變頻成所發(fā)射的第三波長光。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，還包括由接收元件構(gòu)成的第二陣列，所述第二陣列包括至少一個第三半導體多層疊堆，所述第三半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第二波長光，并且將所接收光中的至少第三部分下變頻成所發(fā)射的第四波長光。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，還包括由接收元件構(gòu)成的第三陣列，所述第三陣列包括至少一個第四半導體多層疊堆，所述第四半導體多層疊堆被設(shè)置用于接收所發(fā)射的所述第一波長光，并且將所接收光中的至少第四部分下變頻成所發(fā)射的第四波長光。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，還包括準直光學元件，所述準直光學元件位于所述電致發(fā)光器件和所述掃描光學元件之間，用于準直所發(fā)射的所述第一波長光。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的投影系統(tǒng)，其中所述第一陣列、所述第二陣列和所述第三陣列中的至少一個是單片的。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，還包括環(huán)繞所述至少一個第一半導體多層疊堆的光學腔。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的投影系統(tǒng)，其中所述光學腔包括布拉格反射器。
31.根據(jù)權(quán)利要求1、9、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中每個第一半導體多層疊堆包括選自II-VI或II-V半導體的第一勢阱。
32.根據(jù)權(quán)利要求2、10或M中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中每個第二半導體多層疊堆包括選自II-VI或II-V半導體的第二勢阱。
33.根據(jù)權(quán)利要求3、11或25中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中每個第三半導體多層疊堆包括選自II-VI或II-V半導體的第三勢阱。
34.根據(jù)權(quán)利要求1、8、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中每個電致發(fā)光器件包括發(fā)射非相干光的發(fā)光二極管(LED)。
35.根據(jù)權(quán)利要求1、9、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中每個電致發(fā)光器件包括發(fā)射至少部分相干光的激光二極管。
36.根據(jù)權(quán)利要求1、9、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中所述掃描光學元件包括1軸掃描器。
37.根據(jù)權(quán)利要求1、9、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)，其中所述掃描光學元件包括2軸掃描器。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的投影系統(tǒng)，其中所述1軸掃描器包括檢流計反射鏡、微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置、旋轉(zhuǎn)反射鏡或旋轉(zhuǎn)棱鏡。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的投影系統(tǒng)，其中所述2軸掃描器包括雙旋轉(zhuǎn)反射鏡、具有逐漸傾斜小平面的旋轉(zhuǎn)反射鏡、或MEMS反射鏡。
40.根據(jù)權(quán)利要求1、9、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)，還包括用于將掃描光投影到屏幕的投影光學元件。
41.一種顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求1、9、18或23中的任一項所述的投影系統(tǒng)；以及投影屏幕，被設(shè)置用于截斷掃描光。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的顯示器，其中所述投影屏幕是后投影屏幕或前投影屏幕。
全文摘要
本發(fā)明提供了投影系統(tǒng)和包含該投影系統(tǒng)的顯示器。該投影系統(tǒng)包括發(fā)射第一波長光的至少一個電致發(fā)光器件、將第一波長光下變頻成第二波長光的至少一個半導體多層疊堆和沿著掃描方向透射光的掃描光學元件。電致發(fā)光器件可以是電致發(fā)光器件陣列的一部分，并且可以是單片的。半導體多層疊堆可以是半導體多層疊堆陣列的一部分，并且也可以是單片的。掃描光學元件可以被設(shè)置用于掃描整個半導體多層堆疊上的電致發(fā)光器件，或者其可以被設(shè)置用于在其已離開半導體多層疊堆之后掃描經(jīng)下變頻的光。
文檔編號G03B27/00GK102597869SQ201080047466
公開日2012年7月18日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者史蒂文·G·薩克斯, 史蒂文·J·威利特, 托米·W·凱利, 特里·L·史密斯, 羅伊·A·奧爾巴克, 邁克爾·A·哈斯, 馬丁·B·沃爾克 申請人:3M創(chuàng)新有限公司