投影和显示系统的制作方法
专利名称：投影和显示系统的制作方法
投影和显示系统
背景技术：
照明系统用于包括投影显示系统、液晶显示器的背光源等等在内的多种不同的应用中。投影系统通常使用一个或多个传统的白色光源，例如高压汞灯。白光束通常被分为三原色，红色、绿色和蓝色，然后被引导向各自的成像空间光调制器，以生成各原色的图像。 所得原色图像光束被组合并投影到投影屏幕上以便于观看。传统的白色光源一般体积庞大，发射一种或多种原色光效率低，难以集成，并且在采用它们的光学系统中往往会导致尺寸和能耗的增加。近来，发光二极管(LED)已被视为传统的白色光源的替代光源。LED具有提供能够与传统光源竞争的亮度和可操作寿命的潜能。然而，现在的LED，特别是发射绿光的LED，是相对低效的。微投影是一种显示技术，其包含具有非常小形状因子的发光器件。微投影技术的代表性实例是3M公司近期发布的基于硅上液晶(LCoS)空间光调制器(SLM)、发光二极管 (LED)照明器和小型偏振分束器的微投影机器。便携式和嵌入式的应用(例如，移动电话和数码静态相机)所需的是更小、更亮、 能源效率更高的全彩色微投影仪。优选地，这类微投影仪能够投影静止图像或运动图像。投影仪的发展趋势是使机器具有更高的像素数、更高的亮度、更小的体积和更低的能耗。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的至少一个第一线性阵列和包括至少一个第一半导体多层叠堆的第二线性阵列。第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。投影系统还包括扫描光学元件，该扫描光学元件被设置用于沿着扫描方向透射至少所发射的所述第二波长光。在另一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的第一线性阵列以及包括至少一个第一半导体多层叠堆的第二线性阵列。第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。投影系统还包括被设置用于沿着扫描方向透射至少所发射的第二波长光的扫描光学元件。投影屏幕被设置用于截断扫描光。在又一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的第一线性阵列和包括至少一个第一半导体多层叠堆的由接收元件构成的第二阵列。第一半导体多层叠堆中的每个被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。投影系统还包括位于第一线性阵列和第二阵列之间的第二光学元件。扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从每个电致发光器件导向第二阵列的多个接收元件中的一个。在又一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的第一线性阵列以及包括至少一个第一半导体多层叠堆的由接收元件构成的第二阵列。第一半导体多层叠堆中的每个被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括位于第一线性阵列和第二阵列之间的扫描光学元件。扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从每个电致发光器件导向第二阵列的多个接收元件中的一个。投影屏幕被设置用于截断扫描光。在又一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件以及半导体多层叠堆。半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括扫描光学元件，所述扫描光学元件被设置用于接收所发射的第二波长光，并且沿着扫描方向透射所发射的第二波长光。在又一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件和半导体多层叠堆。半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括扫描光学元件，所述扫描光学元件被设置用于接收所发射的第二波长光， 并且沿着扫描方向透射所发射的第二波长光。投影屏幕被设置用于截断扫描光。在又一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件以及由接收元件构成的第一阵列。由接收元件构成的第一阵列包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述至少一个第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括位于电致发光器件和第一阵列之间的扫描光学元件。所述扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从电致发光器件导向第一阵列的多个接收元件中的一个。在又一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件和由接收元件构成的第一阵列。由接收元件构成的第一阵列包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述至少一个第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括位于电致发光器件和第一阵列之间的扫描光学元件。所述扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从电致发光器件导向第一阵列的多个接收元件中的一个。投影屏幕被设置用于截断扫描光。上述发明内容并非意图描述本公开的每个公开实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式
更具体地说明示例性实施例。
整个说明书中都参考了附图，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中图1示出投影仪系统的示意图；图2示出投影系统的透视图；图3示出投影系统的透视图；图4示出投影系统的透视图；图5示出投影系统的透视图6示出投影系统的透视图；图7A至图7B示出投影系统的示意图；图8示出投影系统的透视图；图9示出投影系统的透视图；图10示出投影系统的透视图；以及图11示出投影系统的透视图。附图未必按比例绘制。在附图中使用的相同的标号表示相同的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用标号指示部件并非意图限制另一个附图中用相同标号标记的部件。
具体实施例方式投影系统已在(例如)公开的名称为“ARRAY OF LUMINESCENT ELEMENTS” (发光元件的阵列)PCT专利申请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。投影系统包括电致发光器件的单片二维阵列，这些元件中的部分或全部包含相邻的II-VI量子阱下变频器。本专利申请描述了投影系统，具体来讲，描述了包括电致发光器件或电致发光器件阵列和多层半导体叠堆阵列的微投影系统，在一些实施例中，这些电致发光器件或电致发光器件阵列和多层半导体叠堆阵列能够进行下变频，被设置成将电致发光器件(一个或多个)所发射的光转换成不同波谱的光。在一个实施例中，使用扫描光学元件将光从电致发光器件(一个或多个)导向下变频元件阵列的不同部分。在另一个实施例中，使用扫描光学元件将下变频元件阵列所发射的光引导到投影光学器件中。在一个具体实施例中，本专利申请描述了替代系统，所述替代系统还包括用于在微型投影仪应用中提供类似益处的II-VI量子阱下变频器。总体上，本专利申请描述了一种电子显示系统，其包括a)发射可见光的II-VI量子阱下变频器的线性阵列，b)用于光学泵浦量子阱的激光器或LED的线性阵列，以及C)用于扫描来自发射器的线性阵列的光束从而得到二维图像的光束偏转装置。可以将这个二维图像投影到屏幕上，或者可以将其用于近眼式显示器或其它显示器应用。从经光学泵浦的II-VI量子阱结构产生可见光可以提供优于商购半导体源的优点。这些优点包括(例如)绿色的功率效率更大、红色的波长与温度的关系更稳定、绿色的波长与泵浦功率的关系更稳定、能够调谐任何可见波长的峰值发射和窄发射带宽(尤其是对于绿色)。根据器件结构和泵浦水平，量子阱的输出可以是类似激光的(即，准直的、相干辐射)或超发光的(即，适度准直的)或光致发光的(即，朗伯、非相干辐射)。全彩色图像可以源于泵和下变频器的单个线性RGB阵列，所述阵列针对图像中的每一行的每种颜色可以包含一个元件，或者与这个数量成比率。或者，对于每种原色，可以存在泵和下变频器的单独线性阵列，使光束被光学组合，以在屏幕上得到全彩色图像。在一个具体实施例中，还描述了包括发光区域阵列的光源。这些光源可以在(例如)光谱的可见区域内有效输出任何波长的光。这些光源可以被设计成输出(例如)一种或更多种原色或白色光。这些光源可以是紧凑的、重量减轻的，因为(例如)发光区域的阵列可以被紧凑地集成到基底上。这些光源的发射效率和紧凑度可以导致新改进的光学系统，例如重量减轻、尺寸减小且功耗降低的便携式投影系统。这些光源可以具有更大或更小的发光区域，其中，各区域的输出光可以被主动地且独立地控制。所述光源可以用于(例如)投影系统中，以照射一个或多个像素化图像形成装置。光源的各发光区域可以照射图像形成装置中不同的部分或区域。这种能力允许有效自适应的照明系统，在该照明系统中，可以主动调节光源发光区域的输出光强度以提供图像形成装置中对应区域所需的最小照明。这些光源可形成单色(例如，绿色或墨绿色)或彩色图像。这类光源将光源和图像形成装置的主要功能结合，从而导致装配了本发明所公开的光源的光学系统的尺寸减小、 功耗降低、成本降低并且其中使用的元件或组件的数量减少。例如，在显示系统中，本发明所公开的光源既可用作光源又可用作图像形成装置，从而消除或减少对背光源或空间光调制器的需要。发光元件的阵列，例如显示系统中像素的阵列在本发明中公开，其中至少一些发光元件包括电致发光装置，例如LED，能够响应电信号而发光。这些发光元件中的一些包括一个或多个光转换元件，例如一个或多个势阱和/或量子阱，用于下变频电致发光器件所发射的光。如本文所用的，下变频是指经转换光的波长大于未经转换光的波长。本专利申请所公开的发光元件阵列可以在照明系统(例如自适应照明系统)中使用，以供例如投影系统或其他光学系统之用。图1示出根据本公开的一个方面的投影仪系统100的示意图。投影仪系统100包括第一线性阵列110，所述第一线性阵列包括发射第一波长的光的电致发光器件。第一线性阵列110包括(例如)第一电致发光器件111A、第二电致发光器件IllB和第三电致发光器件111C，这些电致发光器件能够分别发射具有第一波长λΑ、λΒ* λ。的第一光115Α、 第二光115Β和第三光115C。在一些情况下，第一波长λΑ、中的每个可以是相同的，例如，是短波长光，如，蓝色光或紫外光。在一些情况下，第一波长λΑ、λΒ* Xe中的每个可以是不同的波长。第二线性阵列120可以被设置成从第一线性阵列110接收所发射的第一波长光。 图1示出第二线性阵列120，所述第二线性阵列包括(例如)光转换元件(LCE)，如，第一半导体多层叠堆121Α、第二半导体多层叠堆121Β和第三半导体多层叠堆121C。第一半导体多层叠堆121Α、第二半导体多层叠堆121Β和第三半导体多层叠堆121C中的每个能够将所发射(和所接收)的第一波长光115Α、115Β和115C下变频成所发射的具有第二波长的光。 例如，可以用第一半导体多层叠堆121Α将第一电致发光器件IllA发射的第一波长光115Α 下变频成所发射的第二波长光125Α。在一些情况下，从第一线性阵列110的第一电致发光器件、第二电致发光器件或第三电致发光器件(111A、111B、111C)中的一个或多个发射的第一波长光是不需要被下变频的波长，例如，如果从电致发光器件发射蓝光，则需要蓝光作为最终输出。在这类情况下， 可以在此处从第二阵列中省去半导体多层叠堆。在一些情况下，第一发射光可以被变频两次(或更多次)，如发射具有波长Xe的第三光115C的第三电致发光器件IllC所示的。第三光115C可以被第三半导体多层叠堆 121C下变频一次，并且被可选的第四半导体多层叠堆121D下变频第二次。例如，蓝色波长光可以被第一次下变频，成为绿色波长光，并且绿色波长光可以随后被第二次下变频，成为红色波长光。这种“双下变频”可用在一些情况下，用于提高从蓝色波长光转换成红色波长光的效率。在一些情况下，双下变频不必使用两个单独的下变频器元件，但是可以替代地发生在转换器材料的单个整体片中。在这类情况下，转换器材料的单个单片包括同时吸收蓝色泵浦和绿色发射的吸收器层以及同时发射绿光和红光的势阱层。通常，第一线性阵列110( “泵浦阵列”)和第二线性阵列120( “下变频阵列”)可以彼此粘附粘结或晶片粘结，如别处所描述的。对于当泵浦阵列是线性激光二极管阵列时的情况，其可以要么与下变频阵列分开要么与下变频阵列结合。在一个具体实施例中，泵浦阵列与下变频阵列分开，并且可能存在用于将泵浦光递送到下变频器的中间光学元件。第一线性阵列110和第二线性阵列120中的一者或两者可以是单片的，也就是说，可以形成为不可分开的单个结构。投影仪系统100还包括可选的准直光学器件150、可选的光中继元件160、扫描光学元件130、可选的投影光学器件170和图像平面140。例如，可选的准直光学器件150可以部分地准直光，其中，所发射的第二光125A、125B、125C以朗伯或近朗伯分布射出泵浦/ 下变频器阵列。可选的准直光学器件150可以包括(例如)透镜，这些透镜要么可以使用别处所描述的技术直接结合到第二线性阵列120，或可以形成为阵列的整体部分，如(例如)在 2008 年 11 月 13 日提交、名称为 “ELECTRICALY PIXELATED LUMINES CENT DEVICE INCORPORATING OPTICAL ELEMENTS”(包含光学元件的电像素化发光器件)的美国专利申请序列No. 61/114237中所描述的。可选的光中继元件160可以包括已知的反射镜、棱镜、透镜等，用于将所发射的第二光125A、125B和125C导向扫描光学元件130，其中，沿着扫描方向141透射所发射的光。 扫描光学元件130可以包括任何熟知的1轴扫描器，包括(例如)检流计反射镜、MEMS器件或旋转反射镜或棱镜等。在一些实施例中，还需要垂直于快扫描的第二“慢扫描”，并且可以通过任何熟知的系统包括(例如)2轴扫描器等来实现第二“慢扫描”，所述2轴扫描器包括双旋转反射镜、具有逐渐倾斜小平面的旋转反射镜或MEMS反射镜等。在一些情况下，图1的投影仪系统100可以替代地用于(例如)近眼式显示器中。 在近眼式显示器中，图1中可选的投影光学器件170和图像平面140可以用观众的眼睛和合适的光学器件来替换，以透射扫描光束。如本文中所使用的，可以就投影应用来描述讨论内容和实例，但是这些讨论内容和实例将被理解为还更广地同样应用于其它显示器应用。泵浦源可以是包括发光区域的“ΙΧη”阵列的高分辨率发射器件，可使用数字或模拟驱动电路独立地寻址各发光区域，如本领域中已知的。在电磁谱的可见(例如，蓝色)或紫外区域中发射短波长光的线性阵列可能是尤其理想的。存在至少两类可以被视为微投影系统候选的线性发光器阵列，包括发光二极管和激光二极管，所述发光器阵列可以是边缘发光设计或表面发光设计。LED的线性微阵列可以是单片发射装置，其构造在单个生长基底上并且被加工成允许对阵列中的各元件进行单独寻址。LED电致发光器件能够发射应用中可能需要的任何波长的光。例如，LED可发射UV波长、可见光波长或顶波长的光。在一些情况下，LED可为能够发射UV光子的短波长LED。通常，LED和/或光转换元件(LCE)可以由诸如有机半导体或无机半导体之类的任何合适的材料构成，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 以及诸如AlfeiInP和AlfeJnN之类的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。在一些情况下，LED可以包括一个或多个ρ型和/或η型半导体层、一个或多个有源层(可以包括一个或多个势阱和/或量子阱)、缓冲层、基底层和覆盖层。在一些情况下，LED和/或LCE可以包括以化合物CdSe和Mgk为合金的三个组分的CdMgZr^e合金层。在一些情况下，Cd、Mg和Si中的一个或多个(尤其是Mg) 在合金中的浓度可以为零，因此可以在合金中不存在。例如，LCE可包括能够发射红光的 Cd0.70Zn0.30Se量子阱，或能够发射绿光的Cda33Znaf^e量子阱。又如，LED和/或LCE可包括 Cd、Zn、Se和可选的Mg的合金，在这种情况下，合金体系可由Cd(Mg)S^e表示。又如，LED 和/或LCE可包括Cd、Mg、Se和可选的Si的合金。在一些情况下，量子阱LCE的厚度范围为约Inm至约IOOnm或者约2nm至约35nm。在一些情况下，半导体LED或LCE可为η掺杂或ρ掺杂的，其中可通过任何合适的方法以及通过添加任何合适的掺杂物来实现掺杂。在一些情况下，LED和LCE来自同一半导体族。在一些情况下，LED和LCE来自两个不同的半导体族。例如，在一些情况下，LED是 III-V族半导体器件，而LCE是II-VI族半导体器件。在一些情况下，LED包含AlGaInN半导体合金，而LCE包含Cd(Mg)S^e半导体合金。通过任何合适的方法如通过粘合剂(如，热固化或热熔性粘合剂)、焊接、加压、加热或这类方法的任何组合，可以将LCE设置在或者附着于对应的电致发光器件。合适的热固化粘合剂的例子包括硅树脂、丙烯酸酯和聚硅氮烷制剂。合适的热熔粘合剂的例子包括半晶质聚烯烃，热塑性聚酯和丙烯酸类树脂。在一些情况中，LCE可以通过晶片粘合技术附着于对应的电致发光器件。例如，可以使用(例如)等离子体辅助的传统的CVD工艺，用二氧化硅或其它无机材料的薄层覆盖电致发光器件最上面的表面和LCE最下面的表面。接着，可使用加热、加压、水或一种或多种化学试剂的组合任选地平面化并粘合被涂覆表面。可通过用氢原子轰击至少一个被覆盖表面或通过用低能等离子体激活表面来改善粘合的步骤。晶片粘结方法在例如美国专利号5，915，193和6，563，133，以及Q. -Yi. Tong和U.G0sele所著的《半导体晶片粘结》(John Wiley & Sons, New York, 1999)的第4章和第10章中有所描述。在一些情况下，量子阱或势阱LCE可以具有靠近阱的一个或多个光吸收层，以有助于吸收从对应的电致发光器件发射的光。在一些情况下，吸收层由其中产生光子的载流子可以有效扩散到势阱的材料构成。在一些情况下，光吸收层可包括诸如无机半导体之类的半导体。在一些情况下，量子阱或势阱LCE可以包括缓冲层、基底层和覆盖层。可以通过任何合适的方法制造电致发光器件或LCE。例如，可以使用分子束外延 (MBE)、化学气相沉积(CVD)、液相外延(LPE)或气相外延(VPE)制造半导体电致发光器件和 / 或 LCE。基于宽带隙III-V族半导体合金(如，氮化镓(GaN))的LED微阵列可以尤其可用于所提出的利用下变频器的系统，这是由于它们在可见光谱的蓝色区域至紫外区域内有效发射光，从而在红色区域和绿色区域中下变频器能够进行光致发光。例如，Strathclyde大学的Dawson组已构造了 GaN LED的示例性64X64微阵列，使中心至中心的间距为50微米(Z. Gong 等人的“Matrix-Addressable Micropixellated InGaN Light-Emitting Diodes With Uniform Emission and Increased Light Output”(均勻发光并且光输出增加的矩阵可寻址的微像素化 MGaN 发光二极管)，IEEE Electron Device Letters，54 (10)，2007， 2650)。泵浦阵列还可以是基于相干、准直源，如，超发光的发光二极管和激光器。使用至少三种不同的激光器技术来构造激光器微阵列边缘发光型固态激光二极管(EESSLD)、垂直腔表面发光激光器(VCSEL)和垂直延伸腔表面发光激光器(VECSEL)。最后一种技术的一个例子是得自 Novalux (Sunnyvale，CA)的 NECSEL。在一个具体实施例中，所描述的投影系统包括基于II-VI量子阱(QW)技术的下变频元件的线性阵列。II-VI QW是分层的半导体合金，其包含元素周期表的nb族和VI族中的元素，如别处所描述的。半导体II-VI族QW表现出许多在显示应用(如，微投影)中可能有益的特性。例如，可以构造QW，使得它们在窄谱带内发射光，窄谱带是饱和色的特性。基于饱和原色(例如，红色、绿色和蓝色)的显示器的色域大于包括较少饱和原色的显示器。另外，例如，QW具有纳秒级的极短受激态寿命。短寿命允许使用脉宽调制方案来产生扫描成像系统中的灰度级亮度值，使像素停留时间有限。量子阱的线性阵列的发光输出可以是类似激光的，例如，相当好准直的、相干辐射。量子阱的线性阵列的发光输出可以替代地是超发光的，例如，适度准直的。线性阵列的发光输出可以替代地是光致发光的，例如，朗伯、相干辐射。可以通过器件结构和泵浦水平来控制发光的类型。通常，光学元件可以设置在图像发射器上，用于将其光中的更多光引导到扫描装置上并且经过投影光学器件。可以基于所发射光的特性和光学系统的几何形状来选择这些光学元件(本文中被称作“集光光学器件”)，并且这些光学元件可以包括发光面上的周期性结构、截头提取器、微透镜、渐变折射率(GRIN)透镜等。示例性的集光光学器件在(例如)公开的美国专利申请No. 2005/041567 (Conner)且在另外的美国专利 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。图2示出根据本公开的一个具体方面的投影系统200的透视图。图2所示的元件 210-241中的每个对应于之前已描述的图1所示的带类似标号的元件110-141的描述。例如，对图1中的第一线性阵列110的描述对应于对图2中的第一线性阵列210的描述，依此类推。投影系统200包括蓝色或紫外LED的第一单片线性阵列210，所述第一单片线性阵列 210整体地对齐并且粘结到II-VI族量子阱光致发光发光器的第二单片线性阵列220。在这个实施例中，例如，在经过第二线性阵列220之后，所发射的第一蓝色光215A被下变频， 成为所发射的第二绿色光225A，并且所发射的第一蓝色光215C被下变频，成为所发射的第二红色光225C。所发射的第一蓝色光215B经过第二线性阵列220被下变频，变成所发射的第二蓝色光225B。在一些情况下，所发射的第二蓝色光225B可以源自紫外泵浦光的下变频，或者如图2中所示，第二蓝色光225B可以是透射通过光学窗的LED光。所发射的第二绿色、蓝色和红色光(分别为225A、225B、225C)经过可选的准直光学器件阵列250中的准直透镜251，并且被扫描光学元件230沿着图像平面240上的扫描方向241进行扫描。在图2中，所示出的扫描光学元件230是沿着方向232绕轴233旋转的矩形棱镜231，但可以使用任何合适的扫描光学元件，如别处所描述的。使用各自具有红色、绿色和蓝色的η个元件的第一和第二线性阵列Q10、220)，可以在图像平面240上产生m列Xn行的全彩色图像。在单个图像帧的时间段内，可以驱动第一线性阵列210中的各发光器，以顺序输出与其行内的m个像素值对应的光。然后，1轴扫描器透过投影透镜的孔隙(在图2中未示出，或者在紧接的附图中未示出)扫描这个线性光图案，从而在图像平面上得到全二维图像。替代地，可以使用具有更少元件(例如，各自具有红色、绿色和蓝色的n/k个元件) 的第一和第二线性阵列010、220)，在图像平面240上通过“覆盖扫描(swath scanning)” 产生m列Xn行的全彩色图像。在单个图像帧的时间段内，驱动第一线性阵列210中的各发光器，以顺序输出与其行内的m个像素值对应的光。然后，1轴扫描器透过投影透镜的孔隙(在图2中未示出，或者在紧接的附图中未示出)扫描这个线性光图案，从而在图像平面上得到部分二维图像。除了这个快速扫描之外，在整体图像帧内还将会进行k子帧的慢扫描，使得将会以带的方式写入图像。这可以通过k个小平面的扫描多边形反射镜来实现，其中，每个小平面相对于其附近的小平面略有倾斜，使得可以写入整体图像。替代地，可以使用具有更少元件(例如，各自具有红色、绿色和蓝色的n/k个元件)的第一和第二线性阵列010、220)，在图像平面240上通过“交错扫描(interlaced scanning)”产生m列Xn行的全彩色图像。在单个图像帧的时间段内，驱动第一线性阵列 210中的各发光器，以顺序输出与其行内的m个像素值对应的光。然后，1轴扫描器透过投影透镜的孔隙(在图2中未示出，或者在紧接的附图中未示出)扫描这个线性光图案，从而在图像平面上得到部分二维图像。除了这个快速扫描之外，在整体图像帧内还将会进行k 子帧的慢扫描，使得将会以在所发射的光束之间存在间隙的方式来写入图像。这可以通过扫描多边形反射镜来实现，所述扫描多边形反射镜具有小平面-小平面倾斜使所述多边形小于之前所描述的“覆盖扫描”中的多边形，以便将会以交错方式写入整体图像。对于k的交错因子(interlace factor)，线性发光器将会需要一定程度上超过3n/k个的元件，以确保所有的三色写入η行中的每行。图3示出根据本公开的一个具体方面的投影系统300的透视图。图3所示的元件 310-341中的每个对应于对之前已描述的图2所示带类似标号的元件210-241的说明。例如，对图2中的第一线性阵列210的说明对应于对图3中的整体第一线性阵列310的说明， 依此类推。投影系统300包括针对各颜色的整体第一线性阵列310的三个单独的第一线性阵列311Α、311Β和311C。在图3所示的一个实施例中，可以由包括GaN蓝光LED的第一线性阵列311A产生蓝光，并且第二线性阵列321A可以是光学窗的阵列。在另一个实施例中，可以由包括GaN紫外光LED的第一线性阵列311A结合第二线性阵列321A中的一体II-VI族下变频器产生蓝光。可以由包括GaN绿光LED的第一线性阵列31IB产生绿光，并且第二线性阵列321B 可以是光学窗的阵列。在另一个实施例中，可以由包括GaN蓝光或紫外光LED的第一线性阵列311B结合一体II-VI族下变频器321B产生绿光。可以由包括AlfetInP红光LED的第一线性阵列311C产生红光，并且第二线性阵列321C可以是光学窗的阵列。在另一个实施例中，可以由包括GaN蓝光或紫外光LED的第一线性阵列31IC结合一体II-VI族下变频器 321C产生红光。每个阵列可以具有集光光学器件380 (如别处所描述的)，以将输出带入公共1轴扫描光学元件并且带进投影透镜孔隙(未示出)中。图4示出根据本公开的一个具体方面的投影系统400的透视图。图4所示的元件 410-441中的每个对应于对之前已描述的图3所示带类似标号的元件310-341的说明。例如，对图3中的整体第一线性阵列310的说明对应于对图4中的整体第一线性阵列410的说明，依此类推。如图4中所示，三个第一线性阵列411A、411B、411C和整体第二线性阵列421A、 421B、421C被设置成以略有不同的角度入射到扫描光学元件430上。在这个具体实施例中， 可以及时采用电子方式推进或延迟图像，使得颜色在图像平面440上对准。图5示出根据本公开的一个具体方面的投影系统500的透视图。图5所示的元件 510-541中的每个对应于对之前已描述的图4所示带类似标号的元件410-441的说明。例如，对图4中的整体第一线性阵列410的说明对应于对图5中的整体第一线性阵列510的说明，依此类推。如图5中所示，三个第一线性阵列511A、511B、511C和整体第二线性阵列521A、 521B、521C均被设置成入射到重新导向光学元件560中的单独二向色镜(561A、561B、561C) 上。在图5中，二向色镜(561A、561B、561C)中的每个被设置成使得光可以以基本相同的角度入射到扫描光学元件530上。替代地，图2至图5所示的各实施例可以使用半导体激光器的第一线性阵列(例如，边缘发光型GaN蓝光或紫外光激光二极管的阵列)作为电致发光器件的第一线性阵列， 如别处所描述的。可以通过将激光二极管泵浦阵列与II-VI族量子阱阵列分开来提供更好的热管理。另外，可以使用可选的准直光学器件，将各激光泵浦光束聚焦到其相应的II-VI 族元素上。对于选定泵浦为蓝色激光二极管阵列的实施例，可以存在别的考虑。与来自II-VI 族下变频器的红光和绿光输出不同，可以很好地准直透过II-VI族层中的窗的蓝光输出。 如果必要的话，集光光学器件可以被形成用于适应这种差异，或者，可以在II-VI族量子阱层中的蓝光窗中设置漫射器。图6示出根据本公开的一个具体方面的投影系统600的透视图，其中，用边缘发光型半导体激光器替代如(例如)图3中描述的电致发光器件。在图6中，投影系统600包括发光器610的三个单独第一线性阵列611A、611B、611C。在这个具体实施例中，第一线性阵列611A、611B、611C都是线性边缘发光型激光器阵列。图6所示的其它元件620-641中的每个对应于对之前已描述的图2所示带类似标号的元件220-M1的说明。例如，对图2 中的第二线性阵列220的说明对应于对图6中的第二线性阵列620的说明，依此类推。在一些实施例中，如(例如)对于边缘发光型GaN绿光或AWaInP红光激光二极管，第一线性阵列611A-611C可能不需要第二线性阵列621A-621C中的II-VI下变频器(如别处所描述的)。对于很好准直的颜色，可以简化或取消扫描器之前的集光光学器件。另外，通过很好准直发光，二向色镜内的三种颜色的组合可能更容易。图7A和图7B分别示出根据本公开的一个具体方面的投影系统700A和700B的示意图。在图7A-7B中，用边缘发光型半导体激光器替代如(例如)图4和图5中描述的电
13致发光器件。在图7A-7B中，投影系统700A-700B包括边缘发光型UV激光二极管711的单个第一线性阵列710。在图7A中，第二线性阵列720A包括下变频器721A，下变频器721A可以是(例如) II-VI量子阱超发光或激光边缘发光器。另外，在图7A中，第二线性阵列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。在图7B中，第二线性阵列720B包括下变频器721B，下变频器721B可以是(例如) 垂直腔II-VI量子阱超发光发光器。另外，在图7B中，第二线性阵列720B包括能够使UV 光经过并且反射可见光的二向色背表面724B。在图7A和图7B所示的实施例中，II-VI量子阱层的输出是包括(例如)红色光束 725A、绿色光束725B和蓝色光束725C的平行线性阵列725。红色光束、绿色光束和蓝色光束(725A、725B、725C)中的每个可以是激光或超发光的光。因为与来自光致发光II-VI结构的朗伯发光相比，H-VI发光现在被更好地准直，所以集光光学器件可以更简化和/或更有效。图8示出根据本公开的一个具体方面的投影系统800的透视图，其中，用边缘发光型半导体激光替代如(例如)图5中描述的电致发光器件。在图8中，投影系统800包括发光器810的三个单独第一线性阵列811A、811B、811C。在这个具体实施例中，第一线性阵列811A、811B、811C都是线性边缘发光型激光器阵列。投影系统800还包括具有三个单独第二线性阵列821A、821B、821C的下变频器阵列820，所述第二线性阵列821A、821B、821C可以是(例如)II-VI量子阱超发光或激光边缘发光器。三个单独第二线性阵列821A、821B、821C中的每个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，这与图7A中描述的第二线性阵列720A类似。图 8所示的其它元件825-851中的每个对应于对之前已描述的图6所示带类似标号的元件 625-651的说明。例如，对图6中的扫描光学元件630的说明对应于对图8中的扫描光学元件830的说明，依此类推。在图8中，可能需要合适的光学器件(未示出)将泵浦光束更有效地聚焦到II-VI 层，如别处所描述的。在另一个具体实施例中，替代地，可以在图8中使用如(例如)图7B 中所示的来自II-VI层的面的超发光的发射光，不同之处在于，来自单个II-VI阵列的光束将会是单色的(如本领域的技术人员将会容易理解的)。在一些实施例中，三个单色线性阵列可以包括垂直腔型表面发光激光器 (VCSELs)，如(例如)在 2008 年 9 月 4 日提交、名称为“DIODE-PUMPED LASER SOURCE"( 二极管泵浦激光源)的美国专利申请No. 61/094270中所示的。II-VI量子阱可以被构造成具有环绕分布的布拉格反射器(DBR)，以形成可以可选地被合适的较短波长激光器泵浦的 VCSEL激光腔。可以通过UV激光二极管阵列从后部，或者从前部，泵浦线性II-VI VCSEL阵列。这些实施例将会产生激光输出的线性阵列，如(例如)图7B所示的边缘发光型II-VI 激光器情况那样。在这个具体实施例中，从II-VI层的扁平面而不是边缘发射激光。图9示出根据本公开的一个具体方面的投影系统900的透视图。在图9中，投影系统900包括位于第一线性阵列910和二维阵列920之间的扫描光学元件930。图9所示的其它元件930-941中的每个对应于对之前已描述的图5所示带类似标号的元件530-541 的说明。例如，对图5中的扫描光学元件530的说明对应于对图9中的扫描光学元件930的说明，依此类推。在图9中，投影系统900包括具有电致发光发光器911的第一线性阵列910。电致发光发光器911中的每个可以是可同时激发二维阵列920的多个像素的紫外激光器(例如，边缘发光型激光二极管)阵列的一部分。对于给定的mXn图像矩阵以及k个独立调制激光器的阵列，平均像素的占空比上升至高达k/(mXn)。这样可以有助于投影图像能具有足够的图像亮度和像素数。如图9中所示，第一线性阵列910中的各电致发光器件911被独立地调制以进行下列扫描(例如，第一像素942至扫描端像素943)，并且一起被同时调制以进行交叉行扫描(例如，第一像素942至第二端像素944)。来自第一线性阵列910的第一光束925A、第二光束925B和第三光束922C经过扫描光学元件930，以通过光学方式泵浦二维阵列920中布置的第一半导体多层叠堆921A、 第二半导体多层叠堆921B和第三半导体多层叠堆921C。如图9中看到的，扫描光学元件 930可以是矩形棱镜931，其沿着方向932绕轴933旋转，以沿着扫描方向941扫描第一光束925A、第二光束925B和第三光束922C中的每个。当每个光束扫描二维阵列920时，例如，第一半导体多层叠堆921被顺序从第一像素942向扫描端像素943泵浦，并且经下变频光被投影到屏幕980上作为沿着路径981扫描的经投影下变频的光。在图9所示的一个实施例中，阵列中的各激光二极管只对单色的一行进行寻址； 然而，图9不限于这种情况。例如，第一线性阵列910和扫描光学元件930可以相对于二维阵列920旋转90°，使得各激光二极管激发一系列颜色。另外，像素921A、921B、921C可以是方形、矩形、三角形，或者，例如是六边形形状并且仍然由线性激光器阵列进行寻址。可以通过熟知的1轴扫描器(如，图9所示的旋转棱镜或旋转反射镜或谐振检流计或MEMS反射镜，如别处所描述的)来实现这种线性阵列的扫描。在一些实施例中，可能优选的是，电致发光器件911的数量相当于二维阵列920的行数或列数，也就是说，对于显示器的各行(列)，在激光器阵列中存在可调制元件，并且激光光斑的运动完全在显示器的各列(行)上进行。应当理解，沿着(例如)路径981扫描的经投影下变频的光可以投影到屏幕980 上，或者它可以用于近眼式显示器或其它显示应用(未示出)中。电致发光发光器911可以包括可被充分准直和扫描为泵浦的边缘发光型激光二极管、VCSEL或包括超发光的其它 LED、光子晶格等。图10示出根据本公开的一个具体方面的投影系统1000的透视图。在图10中，投影系统1000包括位于第一电致发光器件1010和二维阵列1020之间的扫描光学元件1030。 扫描光学元件1030可以使用(例如)熟知的装置如谐振检流计、MEMS反射镜或沿正交方向旋转的两个多边形反射镜沿着两轴进行受控扫描。直接或单独用声光调制器，与正泵浦的颜色/像素同步地调制激光强度。图10所示的其它元件1020-1041中的每个对应于对之前已描述的图9所示带类似标号的元件920-941的说明。例如，对图9中的二维阵列920 的说明对应于对图10中的二维阵列1020的说明，依此类推。在一个具体实施例中，第一电致发光器件1010是泵浦RGB量子阱元件(1021A、 1021BU021C)的二维阵列1020的单个紫外激光器。使用包括(例如)第一检流计反射镜 1035和第二检流计反射镜1036的扫描光学元件1030，在整个二维阵列1020上顺序扫描光束1025。例如，通过第一至第四扫描方向1041A-1041D示出顺序的扫描。
在图10所示的实施例中，量子阱下变频器处的激光功率密度可能需要受限制，以保持其处于形成量子阱的材料的损坏阈值之下。然而，对于按时序激发量子阱像素的整个 “mXn”(行X列)矩阵的单个激光器而言，平均像素的占空比可以不超过Ι/mXn。另外， 每秒少于30帧的刷新速率(fps)可能导致出现观众讨厌的闪烁，并且许多应用可以优选使用60fps或高得多的速率。对于多快地直接或间接调制激光也有限制。占空比、最大激光调制速率、最小帧刷新速率以及损坏阈值限制的组合可以限制II-VI显示器的图像亮度或像素数，并且可能意味着本实施例更适于如近眼式的应用，而不太适于需要更多发射输出如投影的应用。在一些情况下，泵浦源和投影光学器件可能优选的是位于量子阱结构的相对两侧。在这类情况下，可能理想的是，在量子阱阵列的输入侧具有使UV经过并且反射可见光的二向色镜或DBR。在其它情况下，可能理想的是，在量子阱阵列的输入侧具有使蓝光经过并且反射红光和绿光的二向色镜。在一些情况下，泵浦源和投影光学器件可能优选的是位于量子阱结构的同一侧。 在这类情况下，可能理想的是，在量子阱阵列背离泵浦和投影光学器件的那一侧具有金属反射器，用于进行热管理并且增加导向投影光学器件的光。图11示出根据本公开的一个具体方面的投影系统1100的透视图。在图11中，投影系统1100包括位于包括电致发光发光器1111的第一线性阵列1110和二维阵列1120之间的扫描光学元件1130。投影系统1100还包括位于第一线性阵列1110和二维阵列1120 之间的二向色镜1137。在一个具体实施例中，二向色镜1137反射紫外(UV)光并且透射其它波长的光。电致发光发光器1111中的每个可以是可同时激发二维阵列1120的多个像素的紫外激光器(例如，边缘发光型激光二极管，如图11中所示)阵列的一部分。图11所示的其它元件1110-1180中的每个对应于对之前已描述的图9所示带类似标号的元件910-980的说明。例如，对图9中的扫描光学元件930的说明对应于对图11中的扫描光学元件1130 的说明，依此类推。在图11中，从电致发光发光器1111发射的光束1125经过扫描棱镜1130，并且与二向色镜1137相交于交点位置11观。在所示的一个具体实施例中，二向色镜1137与光束 1125成大致45度的角度。光束1125可以是被二向色镜1137反射并且被沿着反射路径11 导向二维阵列1120中的第一半导体多层叠堆1121的UV光。半导体多层叠堆1121可以具有反射背表面1123，所述反射背表面可以使经下变频的第二光束1127沿着反射路径11沈、 经过二向色镜1137引导回到投影屏幕1180上。如本领域的普通技术人员将会认识到的， 可以采用与图9和图10所示的方式类似的方式，扫描半导体多层叠堆1121的整个二维阵列 1120。除非另外指明，否则在说明书和权利要求中使用的表示部件的尺寸、数量和物理特性的所有数字应当被理解为由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则在上述说明书和所附权利要求中所提出的数值参数为近似值，可根据本领域内的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性而变化。除了与本公开可能直接抵触的程度，本文引用的所有参考文献及出版物都明确地以引用方式全文并入本文中。虽然本文已经示出和描述了一些具体实施例，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以用多种替代和/或等同实现方式来代替所示出和描述的具体实施例。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施例的任何修改或变型。因此，本发明仅受权利要求书及其等同内容的限制。
权利要求
1.一种投影系统，包括至少一个第一线性阵列，包括发射第一波长光的电致发光器件；第二线性阵列，包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，被设置用于沿着扫描方向透射至少所发射的所述第二波长光。
2.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第二线性阵列还包括至少一个第二半导体多层叠堆，所述第二半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第二部分下变频成所发射的第三波长光。
3.根据权利要求1所述的投影系统，还包括第三线性阵列，所述第三线性阵列包括至少一个第三半导体多层叠堆，被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且将所接收光中的至少第三部分下变频成所发射的第四波长光。
4.根据权利要求1所述的投影系统，还包括第四线性阵列，所述第四线性阵列包括至少一个第四半导体多层叠堆，所述第四半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第四部分下变频成所发射的第五波长光。
5.根据权利要求1所述的投影系统，还包括第五线性阵列，所述第五线性阵列包括被设置用于准直至少所发射的所述第二波长光的准直光学元件。
6.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第一线性阵列和所述第二线性阵列中的至少一者是单片的。
7.根据权利要求1所述的投影系统，还包括环绕所述至少一个第一半导体多层叠堆的光学腔。
8.根据权利要求7所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
9.一种投影系统，包括第一线性阵列，包括发射第一波长光的电致发光器件；由接收元件构成的第二阵列，包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述第一半导体多层叠堆中的每个被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，位于所述第一线性阵列和所述第二阵列之间，所述扫描光学元件能够顺序将所发射的所述第一波长光从所述电致发光器件的每个导向所述第二阵列的多个接收元件中的一个。
10.根据权利要求9所述的投影系统，其中由接收元件构成的所述第二阵列还包括至少一个第二半导体多层叠堆，所述第二半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第二部分下变频成所发射的第三波长光。
11.根据权利要求9所述的投影系统，还包括由接收元件构成的第三阵列，所述第三阵列包括至少一个第三半导体多层叠堆，所述第三半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且将所接收光中的至少第三部分下变频成所发射的第四波长光。
12.根据权利要求9所述的投影系统，还包括第四线性阵列，所述第四线性阵列包括至少一个第四半导体多层叠堆，所述第四半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第四部分下变频成所发射的第五波长光。
13.根据权利要求9所述的投影系统，还包括第五线性阵列，所述第五线性阵列位于所述第一线性阵列和所述扫描光学元件之间，所述第五线性阵列包括被设置用于准直所发射的所述第一波长光的准直光学元件。
14.根据权利要求9所述的投影系统，其中所述第一线性阵列和所述第二线性阵列中的至少一者是单片的。
15.根据权利要求9所述的投影系统，还包括环绕所述至少一个第一半导体多层叠堆的光学腔。
16.根据权利要求9所述的投影系统，还包括位于由电致发光器件构成的所述第一线性阵列和由接收元件构成的所述第二阵列之间的二向色反射器。
17.根据权利要求15所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
18.一种投影系统，包括电致发光装置，发射第一波长光；半导体多层叠堆，被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且沿着扫描方向透射所发射的所述第二波长光。
19.根据权利要求18所述的投影系统，还包括被设置用于准直所发射的所述第二波长光的准直光学元件。
20.根据权利要求18所述的投影系统，其中所述电致发光器件和所述半导体多层叠堆是单片的。
21.根据权利要求18所述的投影系统，还包括环绕所述半导体多层叠堆的光学腔。
22.根据权利要求21所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
23.一种投影系统，包括电致发光装置，发射第一波长光；由接收元件构成的第一阵列，包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，位于所述电致发光器件和所述第一阵列之间，所述扫描光学元件能够顺序将所发射的所述第一波长光从所述电致发光器件导向所述第一阵列的多个接收元件中的一个。
24.根据权利要求23所述的投影系统，其中由接收元件构成的所述第一阵列还包括至少一个第二半导体多层叠堆，所述第二半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第二部分下变频成所发射的第三波长光。
25.根据权利要求23所述的投影系统，还包括由接收元件构成的第二阵列，所述第二阵列包括至少一个第三半导体多层叠堆，所述第三半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且将所接收光中的至少第三部分下变频成所发射的第四波长光。
26.根据权利要求23所述的投影系统，还包括由接收元件构成的第三阵列，所述第三阵列包括至少一个第四半导体多层叠堆，所述第四半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第四部分下变频成所发射的第四波长光。
27.根据权利要求23所述的投影系统，还包括准直光学元件，所述准直光学元件位于所述电致发光器件和所述扫描光学元件之间，用于准直所发射的所述第一波长光。
28.根据权利要求沈所述的投影系统，其中所述第一阵列、所述第二阵列和所述第三阵列中的至少一个是单片的。
29.根据权利要求23所述的投影系统，还包括环绕所述至少一个第一半导体多层叠堆的光学腔。
30.根据权利要求四所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
31.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中每个第一半导体多层叠堆包括选自II-VI或II-V半导体的第一势阱。
32.根据权利要求2、10或M中的任一项所述的投影系统，其中每个第二半导体多层叠堆包括选自II-VI或II-V半导体的第二势阱。
33.根据权利要求3、11或25中的任一项所述的投影系统，其中每个第三半导体多层叠堆包括选自II-VI或II-V半导体的第三势阱。
34.根据权利要求1、8、18或23中的任一项所述的投影系统，其中每个电致发光器件包括发射非相干光的发光二极管(LED)。
35.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中每个电致发光器件包括发射至少部分相干光的激光二极管。
36.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中所述扫描光学元件包括1轴扫描器。
37.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中所述扫描光学元件包括2轴扫描器。
38.根据权利要求36所述的投影系统，其中所述1轴扫描器包括检流计反射镜、微机电系统(MEMS)装置、旋转反射镜或旋转棱镜。
39.根据权利要求37所述的投影系统，其中所述2轴扫描器包括双旋转反射镜、具有逐渐倾斜小平面的旋转反射镜、或MEMS反射镜。
40.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，还包括用于将扫描光投影到屏幕的投影光学元件。
41.一种显示器，包括根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统；以及投影屏幕，被设置用于截断扫描光。
42.根据权利要求41所述的显示器，其中所述投影屏幕是后投影屏幕或前投影屏幕。
全文摘要
本发明提供了投影系统和包含该投影系统的显示器。该投影系统包括发射第一波长光的至少一个电致发光器件、将第一波长光下变频成第二波长光的至少一个半导体多层叠堆和沿着扫描方向透射光的扫描光学元件。电致发光器件可以是电致发光器件阵列的一部分，并且可以是单片的。半导体多层叠堆可以是半导体多层叠堆阵列的一部分，并且也可以是单片的。扫描光学元件可以被设置用于扫描整个半导体多层堆叠上的电致发光器件，或者其可以被设置用于在其已离开半导体多层叠堆之后扫描经下变频的光。
文档编号G03B27/00GK102597869SQ201080047466
公开日2012年7月18日 申请日期2010年8月30日 优先权日2009年8月31日
发明者史蒂文·G·萨克斯, 史蒂文·J·威利特, 托米·W·凯利, 特里·L·史密斯, 罗伊·A·奥尔巴克, 迈克尔·A·哈斯, 马丁·B·沃尔克 申请人:3M创新有限公司
投影和显示系统
背景技术：
照明系统用于包括投影显示系统、液晶显示器的背光源等等在内的多种不同的应用中。投影系统通常使用一个或多个传统的白色光源，例如高压汞灯。白光束通常被分为三原色，红色、绿色和蓝色，然后被引导向各自的成像空间光调制器，以生成各原色的图像。 所得原色图像光束被组合并投影到投影屏幕上以便于观看。传统的白色光源一般体积庞大，发射一种或多种原色光效率低，难以集成，并且在采用它们的光学系统中往往会导致尺寸和能耗的增加。近来，发光二极管(LED)已被视为传统的白色光源的替代光源。LED具有提供能够与传统光源竞争的亮度和可操作寿命的潜能。然而，现在的LED，特别是发射绿光的LED，是相对低效的。微投影是一种显示技术，其包含具有非常小形状因子的发光器件。微投影技术的代表性实例是3M公司近期发布的基于硅上液晶(LCoS)空间光调制器(SLM)、发光二极管 (LED)照明器和小型偏振分束器的微投影机器。便携式和嵌入式的应用(例如，移动电话和数码静态相机)所需的是更小、更亮、 能源效率更高的全彩色微投影仪。优选地，这类微投影仪能够投影静止图像或运动图像。投影仪的发展趋势是使机器具有更高的像素数、更高的亮度、更小的体积和更低的能耗。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的至少一个第一线性阵列和包括至少一个第一半导体多层叠堆的第二线性阵列。第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。投影系统还包括扫描光学元件，该扫描光学元件被设置用于沿着扫描方向透射至少所发射的所述第二波长光。在另一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的第一线性阵列以及包括至少一个第一半导体多层叠堆的第二线性阵列。第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。投影系统还包括被设置用于沿着扫描方向透射至少所发射的第二波长光的扫描光学元件。投影屏幕被设置用于截断扫描光。在又一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的第一线性阵列和包括至少一个第一半导体多层叠堆的由接收元件构成的第二阵列。第一半导体多层叠堆中的每个被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。投影系统还包括位于第一线性阵列和第二阵列之间的第二光学元件。扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从每个电致发光器件导向第二阵列的多个接收元件中的一个。在又一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括具有发射第一波长光的电致发光器件的第一线性阵列以及包括至少一个第一半导体多层叠堆的由接收元件构成的第二阵列。第一半导体多层叠堆中的每个被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括位于第一线性阵列和第二阵列之间的扫描光学元件。扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从每个电致发光器件导向第二阵列的多个接收元件中的一个。投影屏幕被设置用于截断扫描光。在又一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件以及半导体多层叠堆。半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括扫描光学元件，所述扫描光学元件被设置用于接收所发射的第二波长光，并且沿着扫描方向透射所发射的第二波长光。在又一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件和半导体多层叠堆。半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括扫描光学元件，所述扫描光学元件被设置用于接收所发射的第二波长光， 并且沿着扫描方向透射所发射的第二波长光。投影屏幕被设置用于截断扫描光。在又一个方面，本公开提供了一种投影系统，该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件以及由接收元件构成的第一阵列。由接收元件构成的第一阵列包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述至少一个第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括位于电致发光器件和第一阵列之间的扫描光学元件。所述扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从电致发光器件导向第一阵列的多个接收元件中的一个。在又一个方面，本公开提供了包括投影系统和投影屏幕的显示器。该投影系统包括发射第一波长光的电致发光器件和由接收元件构成的第一阵列。由接收元件构成的第一阵列包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述至少一个第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光。该投影系统还包括位于电致发光器件和第一阵列之间的扫描光学元件。所述扫描光学元件能够顺序将所发射的第一波长光从电致发光器件导向第一阵列的多个接收元件中的一个。投影屏幕被设置用于截断扫描光。上述发明内容并非意图描述本公开的每个公开实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式
更具体地说明示例性实施例。
整个说明书中都参考了附图，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中图1示出投影仪系统的示意图；图2示出投影系统的透视图；图3示出投影系统的透视图；图4示出投影系统的透视图；图5示出投影系统的透视图6示出投影系统的透视图；图7A至图7B示出投影系统的示意图；图8示出投影系统的透视图；图9示出投影系统的透视图；图10示出投影系统的透视图；以及图11示出投影系统的透视图。附图未必按比例绘制。在附图中使用的相同的标号表示相同的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用标号指示部件并非意图限制另一个附图中用相同标号标记的部件。
具体实施例方式投影系统已在(例如)公开的名称为“ARRAY OF LUMINESCENT ELEMENTS” (发光元件的阵列)PCT专利申请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。投影系统包括电致发光器件的单片二维阵列，这些元件中的部分或全部包含相邻的II-VI量子阱下变频器。本专利申请描述了投影系统，具体来讲，描述了包括电致发光器件或电致发光器件阵列和多层半导体叠堆阵列的微投影系统，在一些实施例中，这些电致发光器件或电致发光器件阵列和多层半导体叠堆阵列能够进行下变频，被设置成将电致发光器件(一个或多个)所发射的光转换成不同波谱的光。在一个实施例中，使用扫描光学元件将光从电致发光器件(一个或多个)导向下变频元件阵列的不同部分。在另一个实施例中，使用扫描光学元件将下变频元件阵列所发射的光引导到投影光学器件中。在一个具体实施例中，本专利申请描述了替代系统，所述替代系统还包括用于在微型投影仪应用中提供类似益处的II-VI量子阱下变频器。总体上，本专利申请描述了一种电子显示系统，其包括a)发射可见光的II-VI量子阱下变频器的线性阵列，b)用于光学泵浦量子阱的激光器或LED的线性阵列，以及C)用于扫描来自发射器的线性阵列的光束从而得到二维图像的光束偏转装置。可以将这个二维图像投影到屏幕上，或者可以将其用于近眼式显示器或其它显示器应用。从经光学泵浦的II-VI量子阱结构产生可见光可以提供优于商购半导体源的优点。这些优点包括(例如)绿色的功率效率更大、红色的波长与温度的关系更稳定、绿色的波长与泵浦功率的关系更稳定、能够调谐任何可见波长的峰值发射和窄发射带宽(尤其是对于绿色)。根据器件结构和泵浦水平，量子阱的输出可以是类似激光的(即，准直的、相干辐射)或超发光的(即，适度准直的)或光致发光的(即，朗伯、非相干辐射)。全彩色图像可以源于泵和下变频器的单个线性RGB阵列，所述阵列针对图像中的每一行的每种颜色可以包含一个元件，或者与这个数量成比率。或者，对于每种原色，可以存在泵和下变频器的单独线性阵列，使光束被光学组合，以在屏幕上得到全彩色图像。在一个具体实施例中，还描述了包括发光区域阵列的光源。这些光源可以在(例如)光谱的可见区域内有效输出任何波长的光。这些光源可以被设计成输出(例如)一种或更多种原色或白色光。这些光源可以是紧凑的、重量减轻的，因为(例如)发光区域的阵列可以被紧凑地集成到基底上。这些光源的发射效率和紧凑度可以导致新改进的光学系统，例如重量减轻、尺寸减小且功耗降低的便携式投影系统。这些光源可以具有更大或更小的发光区域，其中，各区域的输出光可以被主动地且独立地控制。所述光源可以用于(例如)投影系统中，以照射一个或多个像素化图像形成装置。光源的各发光区域可以照射图像形成装置中不同的部分或区域。这种能力允许有效自适应的照明系统，在该照明系统中，可以主动调节光源发光区域的输出光强度以提供图像形成装置中对应区域所需的最小照明。这些光源可形成单色(例如，绿色或墨绿色)或彩色图像。这类光源将光源和图像形成装置的主要功能结合，从而导致装配了本发明所公开的光源的光学系统的尺寸减小、 功耗降低、成本降低并且其中使用的元件或组件的数量减少。例如，在显示系统中，本发明所公开的光源既可用作光源又可用作图像形成装置，从而消除或减少对背光源或空间光调制器的需要。发光元件的阵列，例如显示系统中像素的阵列在本发明中公开，其中至少一些发光元件包括电致发光装置，例如LED，能够响应电信号而发光。这些发光元件中的一些包括一个或多个光转换元件，例如一个或多个势阱和/或量子阱，用于下变频电致发光器件所发射的光。如本文所用的，下变频是指经转换光的波长大于未经转换光的波长。本专利申请所公开的发光元件阵列可以在照明系统(例如自适应照明系统)中使用，以供例如投影系统或其他光学系统之用。图1示出根据本公开的一个方面的投影仪系统100的示意图。投影仪系统100包括第一线性阵列110，所述第一线性阵列包括发射第一波长的光的电致发光器件。第一线性阵列110包括(例如)第一电致发光器件111A、第二电致发光器件IllB和第三电致发光器件111C，这些电致发光器件能够分别发射具有第一波长λΑ、λΒ* λ。的第一光115Α、 第二光115Β和第三光115C。在一些情况下，第一波长λΑ、中的每个可以是相同的，例如，是短波长光，如，蓝色光或紫外光。在一些情况下，第一波长λΑ、λΒ* Xe中的每个可以是不同的波长。第二线性阵列120可以被设置成从第一线性阵列110接收所发射的第一波长光。 图1示出第二线性阵列120，所述第二线性阵列包括(例如)光转换元件(LCE)，如，第一半导体多层叠堆121Α、第二半导体多层叠堆121Β和第三半导体多层叠堆121C。第一半导体多层叠堆121Α、第二半导体多层叠堆121Β和第三半导体多层叠堆121C中的每个能够将所发射(和所接收)的第一波长光115Α、115Β和115C下变频成所发射的具有第二波长的光。 例如，可以用第一半导体多层叠堆121Α将第一电致发光器件IllA发射的第一波长光115Α 下变频成所发射的第二波长光125Α。在一些情况下，从第一线性阵列110的第一电致发光器件、第二电致发光器件或第三电致发光器件(111A、111B、111C)中的一个或多个发射的第一波长光是不需要被下变频的波长，例如，如果从电致发光器件发射蓝光，则需要蓝光作为最终输出。在这类情况下， 可以在此处从第二阵列中省去半导体多层叠堆。在一些情况下，第一发射光可以被变频两次(或更多次)，如发射具有波长Xe的第三光115C的第三电致发光器件IllC所示的。第三光115C可以被第三半导体多层叠堆 121C下变频一次，并且被可选的第四半导体多层叠堆121D下变频第二次。例如，蓝色波长光可以被第一次下变频，成为绿色波长光，并且绿色波长光可以随后被第二次下变频，成为红色波长光。这种“双下变频”可用在一些情况下，用于提高从蓝色波长光转换成红色波长光的效率。在一些情况下，双下变频不必使用两个单独的下变频器元件，但是可以替代地发生在转换器材料的单个整体片中。在这类情况下，转换器材料的单个单片包括同时吸收蓝色泵浦和绿色发射的吸收器层以及同时发射绿光和红光的势阱层。通常，第一线性阵列110( “泵浦阵列”)和第二线性阵列120( “下变频阵列”)可以彼此粘附粘结或晶片粘结，如别处所描述的。对于当泵浦阵列是线性激光二极管阵列时的情况，其可以要么与下变频阵列分开要么与下变频阵列结合。在一个具体实施例中，泵浦阵列与下变频阵列分开，并且可能存在用于将泵浦光递送到下变频器的中间光学元件。第一线性阵列110和第二线性阵列120中的一者或两者可以是单片的，也就是说，可以形成为不可分开的单个结构。投影仪系统100还包括可选的准直光学器件150、可选的光中继元件160、扫描光学元件130、可选的投影光学器件170和图像平面140。例如，可选的准直光学器件150可以部分地准直光，其中，所发射的第二光125A、125B、125C以朗伯或近朗伯分布射出泵浦/ 下变频器阵列。可选的准直光学器件150可以包括(例如)透镜，这些透镜要么可以使用别处所描述的技术直接结合到第二线性阵列120，或可以形成为阵列的整体部分，如(例如)在 2008 年 11 月 13 日提交、名称为 “ELECTRICALY PIXELATED LUMINES CENT DEVICE INCORPORATING OPTICAL ELEMENTS”(包含光学元件的电像素化发光器件)的美国专利申请序列No. 61/114237中所描述的。可选的光中继元件160可以包括已知的反射镜、棱镜、透镜等，用于将所发射的第二光125A、125B和125C导向扫描光学元件130，其中，沿着扫描方向141透射所发射的光。 扫描光学元件130可以包括任何熟知的1轴扫描器，包括(例如)检流计反射镜、MEMS器件或旋转反射镜或棱镜等。在一些实施例中，还需要垂直于快扫描的第二“慢扫描”，并且可以通过任何熟知的系统包括(例如)2轴扫描器等来实现第二“慢扫描”，所述2轴扫描器包括双旋转反射镜、具有逐渐倾斜小平面的旋转反射镜或MEMS反射镜等。在一些情况下，图1的投影仪系统100可以替代地用于(例如)近眼式显示器中。 在近眼式显示器中，图1中可选的投影光学器件170和图像平面140可以用观众的眼睛和合适的光学器件来替换，以透射扫描光束。如本文中所使用的，可以就投影应用来描述讨论内容和实例，但是这些讨论内容和实例将被理解为还更广地同样应用于其它显示器应用。泵浦源可以是包括发光区域的“ΙΧη”阵列的高分辨率发射器件，可使用数字或模拟驱动电路独立地寻址各发光区域，如本领域中已知的。在电磁谱的可见(例如，蓝色)或紫外区域中发射短波长光的线性阵列可能是尤其理想的。存在至少两类可以被视为微投影系统候选的线性发光器阵列，包括发光二极管和激光二极管，所述发光器阵列可以是边缘发光设计或表面发光设计。LED的线性微阵列可以是单片发射装置，其构造在单个生长基底上并且被加工成允许对阵列中的各元件进行单独寻址。LED电致发光器件能够发射应用中可能需要的任何波长的光。例如，LED可发射UV波长、可见光波长或顶波长的光。在一些情况下，LED可为能够发射UV光子的短波长LED。通常，LED和/或光转换元件(LCE)可以由诸如有机半导体或无机半导体之类的任何合适的材料构成，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 以及诸如AlfeiInP和AlfeJnN之类的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。在一些情况下，LED可以包括一个或多个ρ型和/或η型半导体层、一个或多个有源层(可以包括一个或多个势阱和/或量子阱)、缓冲层、基底层和覆盖层。在一些情况下，LED和/或LCE可以包括以化合物CdSe和Mgk为合金的三个组分的CdMgZr^e合金层。在一些情况下，Cd、Mg和Si中的一个或多个(尤其是Mg) 在合金中的浓度可以为零，因此可以在合金中不存在。例如，LCE可包括能够发射红光的 Cd0.70Zn0.30Se量子阱，或能够发射绿光的Cda33Znaf^e量子阱。又如，LED和/或LCE可包括 Cd、Zn、Se和可选的Mg的合金，在这种情况下，合金体系可由Cd(Mg)S^e表示。又如，LED 和/或LCE可包括Cd、Mg、Se和可选的Si的合金。在一些情况下，量子阱LCE的厚度范围为约Inm至约IOOnm或者约2nm至约35nm。在一些情况下，半导体LED或LCE可为η掺杂或ρ掺杂的，其中可通过任何合适的方法以及通过添加任何合适的掺杂物来实现掺杂。在一些情况下，LED和LCE来自同一半导体族。在一些情况下，LED和LCE来自两个不同的半导体族。例如，在一些情况下，LED是 III-V族半导体器件，而LCE是II-VI族半导体器件。在一些情况下，LED包含AlGaInN半导体合金，而LCE包含Cd(Mg)S^e半导体合金。通过任何合适的方法如通过粘合剂(如，热固化或热熔性粘合剂)、焊接、加压、加热或这类方法的任何组合，可以将LCE设置在或者附着于对应的电致发光器件。合适的热固化粘合剂的例子包括硅树脂、丙烯酸酯和聚硅氮烷制剂。合适的热熔粘合剂的例子包括半晶质聚烯烃，热塑性聚酯和丙烯酸类树脂。在一些情况中，LCE可以通过晶片粘合技术附着于对应的电致发光器件。例如，可以使用(例如)等离子体辅助的传统的CVD工艺，用二氧化硅或其它无机材料的薄层覆盖电致发光器件最上面的表面和LCE最下面的表面。接着，可使用加热、加压、水或一种或多种化学试剂的组合任选地平面化并粘合被涂覆表面。可通过用氢原子轰击至少一个被覆盖表面或通过用低能等离子体激活表面来改善粘合的步骤。晶片粘结方法在例如美国专利号5，915，193和6，563，133，以及Q. -Yi. Tong和U.G0sele所著的《半导体晶片粘结》(John Wiley & Sons, New York, 1999)的第4章和第10章中有所描述。在一些情况下，量子阱或势阱LCE可以具有靠近阱的一个或多个光吸收层，以有助于吸收从对应的电致发光器件发射的光。在一些情况下，吸收层由其中产生光子的载流子可以有效扩散到势阱的材料构成。在一些情况下，光吸收层可包括诸如无机半导体之类的半导体。在一些情况下，量子阱或势阱LCE可以包括缓冲层、基底层和覆盖层。可以通过任何合适的方法制造电致发光器件或LCE。例如，可以使用分子束外延 (MBE)、化学气相沉积(CVD)、液相外延(LPE)或气相外延(VPE)制造半导体电致发光器件和 / 或 LCE。基于宽带隙III-V族半导体合金(如，氮化镓(GaN))的LED微阵列可以尤其可用于所提出的利用下变频器的系统，这是由于它们在可见光谱的蓝色区域至紫外区域内有效发射光，从而在红色区域和绿色区域中下变频器能够进行光致发光。例如，Strathclyde大学的Dawson组已构造了 GaN LED的示例性64X64微阵列，使中心至中心的间距为50微米(Z. Gong 等人的“Matrix-Addressable Micropixellated InGaN Light-Emitting Diodes With Uniform Emission and Increased Light Output”(均勻发光并且光输出增加的矩阵可寻址的微像素化 MGaN 发光二极管)，IEEE Electron Device Letters，54 (10)，2007， 2650)。泵浦阵列还可以是基于相干、准直源，如，超发光的发光二极管和激光器。使用至少三种不同的激光器技术来构造激光器微阵列边缘发光型固态激光二极管(EESSLD)、垂直腔表面发光激光器(VCSEL)和垂直延伸腔表面发光激光器(VECSEL)。最后一种技术的一个例子是得自 Novalux (Sunnyvale，CA)的 NECSEL。在一个具体实施例中，所描述的投影系统包括基于II-VI量子阱(QW)技术的下变频元件的线性阵列。II-VI QW是分层的半导体合金，其包含元素周期表的nb族和VI族中的元素，如别处所描述的。半导体II-VI族QW表现出许多在显示应用(如，微投影)中可能有益的特性。例如，可以构造QW，使得它们在窄谱带内发射光，窄谱带是饱和色的特性。基于饱和原色(例如，红色、绿色和蓝色)的显示器的色域大于包括较少饱和原色的显示器。另外，例如，QW具有纳秒级的极短受激态寿命。短寿命允许使用脉宽调制方案来产生扫描成像系统中的灰度级亮度值，使像素停留时间有限。量子阱的线性阵列的发光输出可以是类似激光的，例如，相当好准直的、相干辐射。量子阱的线性阵列的发光输出可以替代地是超发光的，例如，适度准直的。线性阵列的发光输出可以替代地是光致发光的，例如，朗伯、相干辐射。可以通过器件结构和泵浦水平来控制发光的类型。通常，光学元件可以设置在图像发射器上，用于将其光中的更多光引导到扫描装置上并且经过投影光学器件。可以基于所发射光的特性和光学系统的几何形状来选择这些光学元件(本文中被称作“集光光学器件”)，并且这些光学元件可以包括发光面上的周期性结构、截头提取器、微透镜、渐变折射率(GRIN)透镜等。示例性的集光光学器件在(例如)公开的美国专利申请No. 2005/041567 (Conner)且在另外的美国专利 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。图2示出根据本公开的一个具体方面的投影系统200的透视图。图2所示的元件 210-241中的每个对应于之前已描述的图1所示的带类似标号的元件110-141的描述。例如，对图1中的第一线性阵列110的描述对应于对图2中的第一线性阵列210的描述，依此类推。投影系统200包括蓝色或紫外LED的第一单片线性阵列210，所述第一单片线性阵列 210整体地对齐并且粘结到II-VI族量子阱光致发光发光器的第二单片线性阵列220。在这个实施例中，例如，在经过第二线性阵列220之后，所发射的第一蓝色光215A被下变频， 成为所发射的第二绿色光225A，并且所发射的第一蓝色光215C被下变频，成为所发射的第二红色光225C。所发射的第一蓝色光215B经过第二线性阵列220被下变频，变成所发射的第二蓝色光225B。在一些情况下，所发射的第二蓝色光225B可以源自紫外泵浦光的下变频，或者如图2中所示，第二蓝色光225B可以是透射通过光学窗的LED光。所发射的第二绿色、蓝色和红色光(分别为225A、225B、225C)经过可选的准直光学器件阵列250中的准直透镜251，并且被扫描光学元件230沿着图像平面240上的扫描方向241进行扫描。在图2中，所示出的扫描光学元件230是沿着方向232绕轴233旋转的矩形棱镜231，但可以使用任何合适的扫描光学元件，如别处所描述的。使用各自具有红色、绿色和蓝色的η个元件的第一和第二线性阵列Q10、220)，可以在图像平面240上产生m列Xn行的全彩色图像。在单个图像帧的时间段内，可以驱动第一线性阵列210中的各发光器，以顺序输出与其行内的m个像素值对应的光。然后，1轴扫描器透过投影透镜的孔隙(在图2中未示出，或者在紧接的附图中未示出)扫描这个线性光图案，从而在图像平面上得到全二维图像。替代地，可以使用具有更少元件(例如，各自具有红色、绿色和蓝色的n/k个元件) 的第一和第二线性阵列010、220)，在图像平面240上通过“覆盖扫描(swath scanning)” 产生m列Xn行的全彩色图像。在单个图像帧的时间段内，驱动第一线性阵列210中的各发光器，以顺序输出与其行内的m个像素值对应的光。然后，1轴扫描器透过投影透镜的孔隙(在图2中未示出，或者在紧接的附图中未示出)扫描这个线性光图案，从而在图像平面上得到部分二维图像。除了这个快速扫描之外，在整体图像帧内还将会进行k子帧的慢扫描，使得将会以带的方式写入图像。这可以通过k个小平面的扫描多边形反射镜来实现，其中，每个小平面相对于其附近的小平面略有倾斜，使得可以写入整体图像。替代地，可以使用具有更少元件(例如，各自具有红色、绿色和蓝色的n/k个元件)的第一和第二线性阵列010、220)，在图像平面240上通过“交错扫描(interlaced scanning)”产生m列Xn行的全彩色图像。在单个图像帧的时间段内，驱动第一线性阵列 210中的各发光器，以顺序输出与其行内的m个像素值对应的光。然后，1轴扫描器透过投影透镜的孔隙(在图2中未示出，或者在紧接的附图中未示出)扫描这个线性光图案，从而在图像平面上得到部分二维图像。除了这个快速扫描之外，在整体图像帧内还将会进行k 子帧的慢扫描，使得将会以在所发射的光束之间存在间隙的方式来写入图像。这可以通过扫描多边形反射镜来实现，所述扫描多边形反射镜具有小平面-小平面倾斜使所述多边形小于之前所描述的“覆盖扫描”中的多边形，以便将会以交错方式写入整体图像。对于k的交错因子(interlace factor)，线性发光器将会需要一定程度上超过3n/k个的元件，以确保所有的三色写入η行中的每行。图3示出根据本公开的一个具体方面的投影系统300的透视图。图3所示的元件 310-341中的每个对应于对之前已描述的图2所示带类似标号的元件210-241的说明。例如，对图2中的第一线性阵列210的说明对应于对图3中的整体第一线性阵列310的说明， 依此类推。投影系统300包括针对各颜色的整体第一线性阵列310的三个单独的第一线性阵列311Α、311Β和311C。在图3所示的一个实施例中，可以由包括GaN蓝光LED的第一线性阵列311A产生蓝光，并且第二线性阵列321A可以是光学窗的阵列。在另一个实施例中，可以由包括GaN紫外光LED的第一线性阵列311A结合第二线性阵列321A中的一体II-VI族下变频器产生蓝光。可以由包括GaN绿光LED的第一线性阵列31IB产生绿光，并且第二线性阵列321B 可以是光学窗的阵列。在另一个实施例中，可以由包括GaN蓝光或紫外光LED的第一线性阵列311B结合一体II-VI族下变频器321B产生绿光。可以由包括AlfetInP红光LED的第一线性阵列311C产生红光，并且第二线性阵列321C可以是光学窗的阵列。在另一个实施例中，可以由包括GaN蓝光或紫外光LED的第一线性阵列31IC结合一体II-VI族下变频器 321C产生红光。每个阵列可以具有集光光学器件380 (如别处所描述的)，以将输出带入公共1轴扫描光学元件并且带进投影透镜孔隙(未示出)中。图4示出根据本公开的一个具体方面的投影系统400的透视图。图4所示的元件 410-441中的每个对应于对之前已描述的图3所示带类似标号的元件310-341的说明。例如，对图3中的整体第一线性阵列310的说明对应于对图4中的整体第一线性阵列410的说明，依此类推。如图4中所示，三个第一线性阵列411A、411B、411C和整体第二线性阵列421A、 421B、421C被设置成以略有不同的角度入射到扫描光学元件430上。在这个具体实施例中， 可以及时采用电子方式推进或延迟图像，使得颜色在图像平面440上对准。图5示出根据本公开的一个具体方面的投影系统500的透视图。图5所示的元件 510-541中的每个对应于对之前已描述的图4所示带类似标号的元件410-441的说明。例如，对图4中的整体第一线性阵列410的说明对应于对图5中的整体第一线性阵列510的说明，依此类推。如图5中所示，三个第一线性阵列511A、511B、511C和整体第二线性阵列521A、 521B、521C均被设置成入射到重新导向光学元件560中的单独二向色镜(561A、561B、561C) 上。在图5中，二向色镜(561A、561B、561C)中的每个被设置成使得光可以以基本相同的角度入射到扫描光学元件530上。替代地，图2至图5所示的各实施例可以使用半导体激光器的第一线性阵列(例如，边缘发光型GaN蓝光或紫外光激光二极管的阵列)作为电致发光器件的第一线性阵列， 如别处所描述的。可以通过将激光二极管泵浦阵列与II-VI族量子阱阵列分开来提供更好的热管理。另外，可以使用可选的准直光学器件，将各激光泵浦光束聚焦到其相应的II-VI 族元素上。对于选定泵浦为蓝色激光二极管阵列的实施例，可以存在别的考虑。与来自II-VI 族下变频器的红光和绿光输出不同，可以很好地准直透过II-VI族层中的窗的蓝光输出。 如果必要的话，集光光学器件可以被形成用于适应这种差异，或者，可以在II-VI族量子阱层中的蓝光窗中设置漫射器。图6示出根据本公开的一个具体方面的投影系统600的透视图，其中，用边缘发光型半导体激光器替代如(例如)图3中描述的电致发光器件。在图6中，投影系统600包括发光器610的三个单独第一线性阵列611A、611B、611C。在这个具体实施例中，第一线性阵列611A、611B、611C都是线性边缘发光型激光器阵列。图6所示的其它元件620-641中的每个对应于对之前已描述的图2所示带类似标号的元件220-M1的说明。例如，对图2 中的第二线性阵列220的说明对应于对图6中的第二线性阵列620的说明，依此类推。在一些实施例中，如(例如)对于边缘发光型GaN绿光或AWaInP红光激光二极管，第一线性阵列611A-611C可能不需要第二线性阵列621A-621C中的II-VI下变频器(如别处所描述的)。对于很好准直的颜色，可以简化或取消扫描器之前的集光光学器件。另外，通过很好准直发光，二向色镜内的三种颜色的组合可能更容易。图7A和图7B分别示出根据本公开的一个具体方面的投影系统700A和700B的示意图。在图7A-7B中，用边缘发光型半导体激光器替代如(例如)图4和图5中描述的电
13致发光器件。在图7A-7B中，投影系统700A-700B包括边缘发光型UV激光二极管711的单个第一线性阵列710。在图7A中，第二线性阵列720A包括下变频器721A，下变频器721A可以是(例如) II-VI量子阱超发光或激光边缘发光器。另外，在图7A中，第二线性阵列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。在图7B中，第二线性阵列720B包括下变频器721B，下变频器721B可以是(例如) 垂直腔II-VI量子阱超发光发光器。另外，在图7B中，第二线性阵列720B包括能够使UV 光经过并且反射可见光的二向色背表面724B。在图7A和图7B所示的实施例中，II-VI量子阱层的输出是包括(例如)红色光束 725A、绿色光束725B和蓝色光束725C的平行线性阵列725。红色光束、绿色光束和蓝色光束(725A、725B、725C)中的每个可以是激光或超发光的光。因为与来自光致发光II-VI结构的朗伯发光相比，H-VI发光现在被更好地准直，所以集光光学器件可以更简化和/或更有效。图8示出根据本公开的一个具体方面的投影系统800的透视图，其中，用边缘发光型半导体激光替代如(例如)图5中描述的电致发光器件。在图8中，投影系统800包括发光器810的三个单独第一线性阵列811A、811B、811C。在这个具体实施例中，第一线性阵列811A、811B、811C都是线性边缘发光型激光器阵列。投影系统800还包括具有三个单独第二线性阵列821A、821B、821C的下变频器阵列820，所述第二线性阵列821A、821B、821C可以是(例如)II-VI量子阱超发光或激光边缘发光器。三个单独第二线性阵列821A、821B、821C中的每个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，这与图7A中描述的第二线性阵列720A类似。图 8所示的其它元件825-851中的每个对应于对之前已描述的图6所示带类似标号的元件 625-651的说明。例如，对图6中的扫描光学元件630的说明对应于对图8中的扫描光学元件830的说明，依此类推。在图8中，可能需要合适的光学器件(未示出)将泵浦光束更有效地聚焦到II-VI 层，如别处所描述的。在另一个具体实施例中，替代地，可以在图8中使用如(例如)图7B 中所示的来自II-VI层的面的超发光的发射光，不同之处在于，来自单个II-VI阵列的光束将会是单色的(如本领域的技术人员将会容易理解的)。在一些实施例中，三个单色线性阵列可以包括垂直腔型表面发光激光器 (VCSELs)，如(例如)在 2008 年 9 月 4 日提交、名称为“DIODE-PUMPED LASER SOURCE"( 二极管泵浦激光源)的美国专利申请No. 61/094270中所示的。II-VI量子阱可以被构造成具有环绕分布的布拉格反射器(DBR)，以形成可以可选地被合适的较短波长激光器泵浦的 VCSEL激光腔。可以通过UV激光二极管阵列从后部，或者从前部，泵浦线性II-VI VCSEL阵列。这些实施例将会产生激光输出的线性阵列，如(例如)图7B所示的边缘发光型II-VI 激光器情况那样。在这个具体实施例中，从II-VI层的扁平面而不是边缘发射激光。图9示出根据本公开的一个具体方面的投影系统900的透视图。在图9中，投影系统900包括位于第一线性阵列910和二维阵列920之间的扫描光学元件930。图9所示的其它元件930-941中的每个对应于对之前已描述的图5所示带类似标号的元件530-541 的说明。例如，对图5中的扫描光学元件530的说明对应于对图9中的扫描光学元件930的说明，依此类推。在图9中，投影系统900包括具有电致发光发光器911的第一线性阵列910。电致发光发光器911中的每个可以是可同时激发二维阵列920的多个像素的紫外激光器(例如，边缘发光型激光二极管)阵列的一部分。对于给定的mXn图像矩阵以及k个独立调制激光器的阵列，平均像素的占空比上升至高达k/(mXn)。这样可以有助于投影图像能具有足够的图像亮度和像素数。如图9中所示，第一线性阵列910中的各电致发光器件911被独立地调制以进行下列扫描(例如，第一像素942至扫描端像素943)，并且一起被同时调制以进行交叉行扫描(例如，第一像素942至第二端像素944)。来自第一线性阵列910的第一光束925A、第二光束925B和第三光束922C经过扫描光学元件930，以通过光学方式泵浦二维阵列920中布置的第一半导体多层叠堆921A、 第二半导体多层叠堆921B和第三半导体多层叠堆921C。如图9中看到的，扫描光学元件 930可以是矩形棱镜931，其沿着方向932绕轴933旋转，以沿着扫描方向941扫描第一光束925A、第二光束925B和第三光束922C中的每个。当每个光束扫描二维阵列920时，例如，第一半导体多层叠堆921被顺序从第一像素942向扫描端像素943泵浦，并且经下变频光被投影到屏幕980上作为沿着路径981扫描的经投影下变频的光。在图9所示的一个实施例中，阵列中的各激光二极管只对单色的一行进行寻址； 然而，图9不限于这种情况。例如，第一线性阵列910和扫描光学元件930可以相对于二维阵列920旋转90°，使得各激光二极管激发一系列颜色。另外，像素921A、921B、921C可以是方形、矩形、三角形，或者，例如是六边形形状并且仍然由线性激光器阵列进行寻址。可以通过熟知的1轴扫描器(如，图9所示的旋转棱镜或旋转反射镜或谐振检流计或MEMS反射镜，如别处所描述的)来实现这种线性阵列的扫描。在一些实施例中，可能优选的是，电致发光器件911的数量相当于二维阵列920的行数或列数，也就是说，对于显示器的各行(列)，在激光器阵列中存在可调制元件，并且激光光斑的运动完全在显示器的各列(行)上进行。应当理解，沿着(例如)路径981扫描的经投影下变频的光可以投影到屏幕980 上，或者它可以用于近眼式显示器或其它显示应用(未示出)中。电致发光发光器911可以包括可被充分准直和扫描为泵浦的边缘发光型激光二极管、VCSEL或包括超发光的其它 LED、光子晶格等。图10示出根据本公开的一个具体方面的投影系统1000的透视图。在图10中，投影系统1000包括位于第一电致发光器件1010和二维阵列1020之间的扫描光学元件1030。 扫描光学元件1030可以使用(例如)熟知的装置如谐振检流计、MEMS反射镜或沿正交方向旋转的两个多边形反射镜沿着两轴进行受控扫描。直接或单独用声光调制器，与正泵浦的颜色/像素同步地调制激光强度。图10所示的其它元件1020-1041中的每个对应于对之前已描述的图9所示带类似标号的元件920-941的说明。例如，对图9中的二维阵列920 的说明对应于对图10中的二维阵列1020的说明，依此类推。在一个具体实施例中，第一电致发光器件1010是泵浦RGB量子阱元件(1021A、 1021BU021C)的二维阵列1020的单个紫外激光器。使用包括(例如)第一检流计反射镜 1035和第二检流计反射镜1036的扫描光学元件1030，在整个二维阵列1020上顺序扫描光束1025。例如，通过第一至第四扫描方向1041A-1041D示出顺序的扫描。
在图10所示的实施例中，量子阱下变频器处的激光功率密度可能需要受限制，以保持其处于形成量子阱的材料的损坏阈值之下。然而，对于按时序激发量子阱像素的整个 “mXn”(行X列)矩阵的单个激光器而言，平均像素的占空比可以不超过Ι/mXn。另外， 每秒少于30帧的刷新速率(fps)可能导致出现观众讨厌的闪烁，并且许多应用可以优选使用60fps或高得多的速率。对于多快地直接或间接调制激光也有限制。占空比、最大激光调制速率、最小帧刷新速率以及损坏阈值限制的组合可以限制II-VI显示器的图像亮度或像素数，并且可能意味着本实施例更适于如近眼式的应用，而不太适于需要更多发射输出如投影的应用。在一些情况下，泵浦源和投影光学器件可能优选的是位于量子阱结构的相对两侧。在这类情况下，可能理想的是，在量子阱阵列的输入侧具有使UV经过并且反射可见光的二向色镜或DBR。在其它情况下，可能理想的是，在量子阱阵列的输入侧具有使蓝光经过并且反射红光和绿光的二向色镜。在一些情况下，泵浦源和投影光学器件可能优选的是位于量子阱结构的同一侧。 在这类情况下，可能理想的是，在量子阱阵列背离泵浦和投影光学器件的那一侧具有金属反射器，用于进行热管理并且增加导向投影光学器件的光。图11示出根据本公开的一个具体方面的投影系统1100的透视图。在图11中，投影系统1100包括位于包括电致发光发光器1111的第一线性阵列1110和二维阵列1120之间的扫描光学元件1130。投影系统1100还包括位于第一线性阵列1110和二维阵列1120 之间的二向色镜1137。在一个具体实施例中，二向色镜1137反射紫外(UV)光并且透射其它波长的光。电致发光发光器1111中的每个可以是可同时激发二维阵列1120的多个像素的紫外激光器(例如，边缘发光型激光二极管，如图11中所示)阵列的一部分。图11所示的其它元件1110-1180中的每个对应于对之前已描述的图9所示带类似标号的元件910-980的说明。例如，对图9中的扫描光学元件930的说明对应于对图11中的扫描光学元件1130 的说明，依此类推。在图11中，从电致发光发光器1111发射的光束1125经过扫描棱镜1130，并且与二向色镜1137相交于交点位置11观。在所示的一个具体实施例中，二向色镜1137与光束 1125成大致45度的角度。光束1125可以是被二向色镜1137反射并且被沿着反射路径11 导向二维阵列1120中的第一半导体多层叠堆1121的UV光。半导体多层叠堆1121可以具有反射背表面1123，所述反射背表面可以使经下变频的第二光束1127沿着反射路径11沈、 经过二向色镜1137引导回到投影屏幕1180上。如本领域的普通技术人员将会认识到的， 可以采用与图9和图10所示的方式类似的方式，扫描半导体多层叠堆1121的整个二维阵列 1120。除非另外指明，否则在说明书和权利要求中使用的表示部件的尺寸、数量和物理特性的所有数字应当被理解为由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则在上述说明书和所附权利要求中所提出的数值参数为近似值，可根据本领域内的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性而变化。除了与本公开可能直接抵触的程度，本文引用的所有参考文献及出版物都明确地以引用方式全文并入本文中。虽然本文已经示出和描述了一些具体实施例，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以用多种替代和/或等同实现方式来代替所示出和描述的具体实施例。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施例的任何修改或变型。因此，本发明仅受权利要求书及其等同内容的限制。
权利要求
1.一种投影系统，包括至少一个第一线性阵列，包括发射第一波长光的电致发光器件；第二线性阵列，包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，被设置用于沿着扫描方向透射至少所发射的所述第二波长光。
2.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第二线性阵列还包括至少一个第二半导体多层叠堆，所述第二半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第二部分下变频成所发射的第三波长光。
3.根据权利要求1所述的投影系统，还包括第三线性阵列，所述第三线性阵列包括至少一个第三半导体多层叠堆，被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且将所接收光中的至少第三部分下变频成所发射的第四波长光。
4.根据权利要求1所述的投影系统，还包括第四线性阵列，所述第四线性阵列包括至少一个第四半导体多层叠堆，所述第四半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第四部分下变频成所发射的第五波长光。
5.根据权利要求1所述的投影系统，还包括第五线性阵列，所述第五线性阵列包括被设置用于准直至少所发射的所述第二波长光的准直光学元件。
6.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第一线性阵列和所述第二线性阵列中的至少一者是单片的。
7.根据权利要求1所述的投影系统，还包括环绕所述至少一个第一半导体多层叠堆的光学腔。
8.根据权利要求7所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
9.一种投影系统，包括第一线性阵列，包括发射第一波长光的电致发光器件；由接收元件构成的第二阵列，包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述第一半导体多层叠堆中的每个被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，位于所述第一线性阵列和所述第二阵列之间，所述扫描光学元件能够顺序将所发射的所述第一波长光从所述电致发光器件的每个导向所述第二阵列的多个接收元件中的一个。
10.根据权利要求9所述的投影系统，其中由接收元件构成的所述第二阵列还包括至少一个第二半导体多层叠堆，所述第二半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第二部分下变频成所发射的第三波长光。
11.根据权利要求9所述的投影系统，还包括由接收元件构成的第三阵列，所述第三阵列包括至少一个第三半导体多层叠堆，所述第三半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且将所接收光中的至少第三部分下变频成所发射的第四波长光。
12.根据权利要求9所述的投影系统，还包括第四线性阵列，所述第四线性阵列包括至少一个第四半导体多层叠堆，所述第四半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第四部分下变频成所发射的第五波长光。
13.根据权利要求9所述的投影系统，还包括第五线性阵列，所述第五线性阵列位于所述第一线性阵列和所述扫描光学元件之间，所述第五线性阵列包括被设置用于准直所发射的所述第一波长光的准直光学元件。
14.根据权利要求9所述的投影系统，其中所述第一线性阵列和所述第二线性阵列中的至少一者是单片的。
15.根据权利要求9所述的投影系统，还包括环绕所述至少一个第一半导体多层叠堆的光学腔。
16.根据权利要求9所述的投影系统，还包括位于由电致发光器件构成的所述第一线性阵列和由接收元件构成的所述第二阵列之间的二向色反射器。
17.根据权利要求15所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
18.一种投影系统，包括电致发光装置，发射第一波长光；半导体多层叠堆，被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且沿着扫描方向透射所发射的所述第二波长光。
19.根据权利要求18所述的投影系统，还包括被设置用于准直所发射的所述第二波长光的准直光学元件。
20.根据权利要求18所述的投影系统，其中所述电致发光器件和所述半导体多层叠堆是单片的。
21.根据权利要求18所述的投影系统，还包括环绕所述半导体多层叠堆的光学腔。
22.根据权利要求21所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
23.一种投影系统，包括电致发光装置，发射第一波长光；由接收元件构成的第一阵列，包括至少一个第一半导体多层叠堆，所述第一半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第一部分下变频成所发射的第二波长光；以及扫描光学元件，位于所述电致发光器件和所述第一阵列之间，所述扫描光学元件能够顺序将所发射的所述第一波长光从所述电致发光器件导向所述第一阵列的多个接收元件中的一个。
24.根据权利要求23所述的投影系统，其中由接收元件构成的所述第一阵列还包括至少一个第二半导体多层叠堆，所述第二半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第二部分下变频成所发射的第三波长光。
25.根据权利要求23所述的投影系统，还包括由接收元件构成的第二阵列，所述第二阵列包括至少一个第三半导体多层叠堆，所述第三半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第二波长光，并且将所接收光中的至少第三部分下变频成所发射的第四波长光。
26.根据权利要求23所述的投影系统，还包括由接收元件构成的第三阵列，所述第三阵列包括至少一个第四半导体多层叠堆，所述第四半导体多层叠堆被设置用于接收所发射的所述第一波长光，并且将所接收光中的至少第四部分下变频成所发射的第四波长光。
27.根据权利要求23所述的投影系统，还包括准直光学元件，所述准直光学元件位于所述电致发光器件和所述扫描光学元件之间，用于准直所发射的所述第一波长光。
28.根据权利要求沈所述的投影系统，其中所述第一阵列、所述第二阵列和所述第三阵列中的至少一个是单片的。
29.根据权利要求23所述的投影系统，还包括环绕所述至少一个第一半导体多层叠堆的光学腔。
30.根据权利要求四所述的投影系统，其中所述光学腔包括布拉格反射器。
31.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中每个第一半导体多层叠堆包括选自II-VI或II-V半导体的第一势阱。
32.根据权利要求2、10或M中的任一项所述的投影系统，其中每个第二半导体多层叠堆包括选自II-VI或II-V半导体的第二势阱。
33.根据权利要求3、11或25中的任一项所述的投影系统，其中每个第三半导体多层叠堆包括选自II-VI或II-V半导体的第三势阱。
34.根据权利要求1、8、18或23中的任一项所述的投影系统，其中每个电致发光器件包括发射非相干光的发光二极管(LED)。
35.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中每个电致发光器件包括发射至少部分相干光的激光二极管。
36.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中所述扫描光学元件包括1轴扫描器。
37.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，其中所述扫描光学元件包括2轴扫描器。
38.根据权利要求36所述的投影系统，其中所述1轴扫描器包括检流计反射镜、微机电系统(MEMS)装置、旋转反射镜或旋转棱镜。
39.根据权利要求37所述的投影系统，其中所述2轴扫描器包括双旋转反射镜、具有逐渐倾斜小平面的旋转反射镜、或MEMS反射镜。
40.根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统，还包括用于将扫描光投影到屏幕的投影光学元件。
41.一种显示器，包括根据权利要求1、9、18或23中的任一项所述的投影系统；以及投影屏幕，被设置用于截断扫描光。
42.根据权利要求41所述的显示器，其中所述投影屏幕是后投影屏幕或前投影屏幕。
全文摘要
本发明提供了投影系统和包含该投影系统的显示器。该投影系统包括发射第一波长光的至少一个电致发光器件、将第一波长光下变频成第二波长光的至少一个半导体多层叠堆和沿着扫描方向透射光的扫描光学元件。电致发光器件可以是电致发光器件阵列的一部分，并且可以是单片的。半导体多层叠堆可以是半导体多层叠堆阵列的一部分，并且也可以是单片的。扫描光学元件可以被设置用于扫描整个半导体多层堆叠上的电致发光器件，或者其可以被设置用于在其已离开半导体多层叠堆之后扫描经下变频的光。
文档编号G03B27/00GK102597869SQ201080047466
公开日2012年7月18日 申请日期2010年8月30日 优先权日2009年8月31日
发明者史蒂文·G·萨克斯, 史蒂文·J·威利特, 托米·W·凯利, 特里·L·史密斯, 罗伊·A·奥尔巴克, 迈克尔·A·哈斯, 马丁·B·沃尔克 申请人:3M创新有限公司
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