(57)【要約】【課題】ヘッドアップディスプレイのためのイメージ表示生成器であって、イメージを集合的に画定または形成すべく光を発するために個々に選択的に活性化可能な複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるイメージ表示生成器を提供することである。【解決手段】集積回路基板上の絶縁層上に導電性ラインを製ヘッドアップディスプレイにおいて用いるためのイメージ表示生成器は、ガラスシートの一面上に蒸着された半導体層上に形成された発光素子からなるアレイを含み、該シートにおいて、複数のレンズが、それぞれのＬＥＤまたはＶＣＳＥＬと整列された各々のレンズと反対側の面上に形成される。透明な絶縁材料の層は、半導体層を覆って配置され、かつ、反射性材料によって被覆される。ＬＥＤにより発せられた光は、それぞれのレンズ上に直接的に入射し、かつ、反射性材料によりレンズ上で間接的に反射される。 【選択図】図３
2006332696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージの生成用に動作可能なイメージ表示生成器であって、
自身の第１イメージ投影面に形成された複数のレンズを有する透明な基板材料のシートと、
シートの第２イメージ投影面上に配置された半導体材料の層と、
前記半導体材料の層に形成された複数の選択的に動作可能な光生成素子と、
を具備し、
各々の前記光生成素子は、各々の前記光生成素子から発光された光を前記基板を通って各レンズへ向かう第１方向と、前記基板から離れる第２方向とに方向付けるように対応する各々の前記レンズに対して整列しており、
前記イメージ表示生成器は、
前記半導体材料を覆って配置された透明な絶縁材料の層と、
前記絶縁材料を覆って配置された反射性材料の層と、
をさらに具備し、
前記反射性材料の層は、第２方向の光を、各々の光生成素子から受け、かつ、それぞれの整列されたレンズへ反射させて戻すためのものであり、この結果、前記それぞれの各レンズは、表示生成器からの投影のために、それぞれの各光生成素子により生じた第１および第２方向の光をコリメートするものであり、
前記反射層は、前記複数の光生成素子と１対１に整列して位置決めされた複数の光送信領域を形成し、該光送信領域は、各々の光生成素子からの第２方向の光に、整列された該光送信領域において、反射層を無反射で通過させるためのものであり、
前記イメージ表示生成器は、前記反射層上に配置された透明な絶縁材料の第２層と、該絶縁材料の第２層上に配置された半導体材料の第２層とをさらに具備し、
前記第２半導体層は、前記光送信領域と１対１に整列して配置された複数の光検出器を含み、該複数の光検出器は、それぞれの光生成素子の動作を維持すべく、それぞれの光送信領域において前記反射層を通過する前記第２方向の光の一部を検出するためのものであることを特徴とするイメージ表示生成器。
【請求項２】
前記反射層の前記光送信領域は、該反射層内の、および、該反射層を貫通した開口部を具備することを特徴とする請求項１に記載のイメージ表示生成器。
【請求項３】
前記反射層の前記光送信領域は、該反射層の薄くされた半透明の領域を具備し、該薄くされた半透明の領域は、それぞれの整列された光生成素子から各々の光送信領域上に入射する第２方向の光の一部のみに、各々の光送信領域を通過させるためのものであることを特徴とする請求項１に記載のイメージ表示生成器。
【請求項４】
各々の前記光生成素子は、ＬＥＤおよびＶＣＳＥＬのうちの１つであることを特徴とする請求項１に記載のイメージ表示生成器。
【請求項５】
各々の前記光生成素子は、個々に動作可能な複数のＬＥＤ、および、個々に動作可能な複数のＶＣＳＥＬのうちの１つを具備することを特徴とする請求項１に記載のイメージ表示生成器。
【請求項６】
コリメートされた光線から形成されたイメージを投影するためのイメージ表示生成器を形成するための方法であって、
第１面と第２面とを有する透明な基板材料のシートの第１面に、複数のレンズを形成する段階と、
基板の第２面上に半導体材料の層を配置する段階と、
基板の第２面上に配置された半導体材料の層に、複数の光生成素子を形成する段階と
を具備し、
前記複数の光生成素子は、各々の前記光生成素子は、各々の前記光生成素子から発光された光を前記基板を通って各レンズへ向かう第１方向と、前記基板から離れる第２方向とに方向付けるように対応する各々の前記レンズに対して整列しており、
前記方法は、
透明な絶縁材料の層を、半導体材料を覆って配置する段階と、
反射性材料の層を、絶縁材料の層を覆って配置する段階と
をさらに具備し、
前記反射性材料の層は、各々の光生成素子からの第２方向の光を受け、かつ、該反射材料の層からそれぞれのレンズへ反射させて戻すためのものであり、この結果、それぞれの各レンズは、それぞれの整列された光生成素子により生じた第１および第２方向の光を受け、コリメートし、かつ、表示生成器から外側へ投影するものであり、
前記反射層を配置する段階は、
複数の光生成素子と１対１に整列して位置決めされた複数の光送信領域を該反射層に形成する段階と、
透明な絶縁材料の第２層を前記反射層上に配置する段階と、
半導体材料の第２層を前記絶縁材料の第２層上に配置する段階と、
半導体材料の第２層に、光送信領域と１対１に整列して配置された複数の光検出器を形成する段階と、
を備え、
前記複数の光検出器は、光送信領域を通過する第２方向の光の一部を検出するためのものであることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記反射層の前記光送信領域を形成する段階は、該光送信領域の各々を形成すべく、該反射層内に、および、該反射層を貫通して開口部を形成する段階を具備することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記反射層の前記光送信領域を形成する段階は、それぞれの光生成素子から各々の光送信領域上に入射する第２方向の光の一部のみに各々の光送信領域を通過させるために、各々の光送信領域において該反射層を薄くする段階を具備することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記基板材料の第１面に複数のレンズを形成する段階は、前記半導体材料に複数の光生成素子を形成する段階の後に実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板材料の第１面に複数のレンズを形成する段階は、前記半導体材料に複数の光生成素子を形成する段階の前に実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイのためのイメージ表示生成器または投影器に向けられ、より詳細には、イメージを集合的に画定または形成すべく光を発するために個々に選択的に活性化可能な複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるイメージ表示生成器に向けられる。
【背景技術】
【０００２】
新型の航空機において用いられるようなヘッドアップディスプレイの一般の実施手段において、例えば、投影すべきイメージが電子的に供給される陰極線管（cathode ray tube）を具備し得るイメージ投影器は、視覚的に知覚可能な（visually-perceptible）イメージを出力する。次に、投影器から出力されたイメージは、回折光学レンズ（diffractive optics lens）を通して方向づけられてコリメート（collimate）され、その後に、該コリメートされたイメージは、１つまたは一連の全反射部または部分的反射部により、コックピットの風防ガラス（windshield）または窓の外側に配置された物体（objects）と重畳的に同一点に集合した状態（overlaid concurrency）で、投影されたイメージを見るための操縦士の視野経路または視界経路内へ反射される。このようなヘッドアップディスプレイを形成する電子的、機械的、および、光学的な構成要素は、当然のことながら、航空機内で（より詳細には、コックピットおよび計装室内で、および、これらの近隣で）、僅かではない容積の空間（すなわち、あらゆる航空機において途方もなく貴重である空間）を必要とする。このようなＣＲＴは、ソースから消散させる必要がある過剰な熱をさらに生成する。陰極線管の代わりにフラットパネル液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）をイメージ投影器として用いることは、ヘッドアップディスプレイ装置を実装するために必要な空間を幾分低減させるが、ＬＣＤからのイメージを、該イメージが操縦士または航空機搭乗員の視界経路内へ反射する前に、投影器からの光路（light path）内に配置されたコリメーティングレンズを通して方向づけ、これにより、このような装置のために必要な空間量を真に著しく低減させることを防止することが、依然として必要である。ヘッドアップディスプレイから投影されかつ操縦士の視界経路内へ導かれるイメージの焦点を無限遠（infinity）に合わせたように操縦士に見えることによって、投影されたイメージと航空機の外側の物体とが同一点に集合した状態で（concurrently）操縦士に見えることを、該操縦士の目の焦点を一方または他方に再び合わせることを必要とせずに可能にするように、イメージをコリメートすることが必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、とりわけ、比較的厚い半導体ウェーハの厚さの一体的構成（unitary construction）までイメージ投影器を縮小することにより、前述した従来技術の問題を解決するイメージ表示生成器に向けられ、これにより、前記ウェーハは、コリメートされたイメージを直接的に出力しかつ投影し、これにより、該コリメートされたイメージを操縦士の視界経路内へ直接的に反射させることができる。結果として、例として約１／４インチ（１／４”）または１／４インチ未満の厚さを実際に有し得る本発明の表示生成器または投影器を、ウェーハからの投影されたイメージが操縦士の視界経路内へ向け直される手段である部分反射性の（partially-reflective）反射部に密接して搭載することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、照明可能なＬＥＤと、作動されたＬＥＤにより発せられた光を捕捉しかつコリメートするための対応した複数のレンズとを組み込む一体的表示構成が作成される。このことは、実質的に均一な厚さの（サファイアのような）透明な基板材料のシートを供給することにより、かつ、前記シートの一面上に半導体材料の層を形成または蒸着することにより達成される。ＬＥＤジャンクションは、半導体層内に形成され、次に、絶縁材料の層が、ＬＥＤを含む半導体層を覆って蒸着され、かつ、反射性材料の層によって被覆される。反対側のまたは露出された基板シート面は、表示のためにＬＥＤにより発せられた光を受けかつコリメートするために該ＬＥＤと整列されたレンズを該面に形成するために、エッチングまたは機械加工され、または、構成設定される。
【０００５】
好ましい実施例において、ＬＥＤに隣接して配置された反射層領域は、反射面からの反射により、該ＬＥＤからレンズへ光を方向づけるように輪郭づけられ（contoured）、各々のレンズ、ＬＥＤ、および、輪郭づけられた反射領域は、互いに整列する。
【０００６】
他の好ましい実施例において、開口部は、ＬＥＤから生成された光の小部分が、ＬＥＤの性能をモニタリングするための複数の光検出器のそれぞれ１つにより、該開口部を通して受けられることを可能にするように、反射層内に形成される
【０００７】
本発明の他の目的および特徴は、添付図面と関連して考察される以下の詳細な説明から明らかになるだろう。しかしながら、これらの図面が例示目的のためにのみ意図されており、かつ、本発明の境界を定義するものとして意図されてはいないことを理解すべきである。本発明の境界については、添付の請求項を参照すべきである。これらの図面は必ずしも一定の率で縮尺されておらず、かつ、特に表示がなければ、これらの図面は本明細書において説明される構成および手順を概念的に例示するように意図されているに過ぎないことを、さらに理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面において、同様の参照番号は、幾つかの図を通して、同様の要素を示す。
【０００９】
図１に示すような、本発明による表示生成器１０の製造は、比較的高い屈折率と実質的に一定かつ既知の厚さとを有する透明な、好ましくは澄んだ、ガラスのような材料のシートによって始まる。適切な、かつ、一般に好ましい材料はサファイアであり、かつ、サファイアシートは市販で入手可能である。次に、ガリウム砒素（Gallium Arsenide）（ＧａＡｓ）のような半導体材料１４からなる薄い層が、周知の方法で、サファイアシート１２の一面上に成長しかつ蒸着される。ＬＥＤ（発光ダイオード）ジャンクション１６、および、（本発明の好ましい形式において）関連または支援回路、および、そのための相互接続が、ガリウム砒素１４内に拡散されて、作動可能なＬＥＤ発光部が形成される。次に、二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなるような絶縁パッシベーション層（insulating passivation layer）が、ＬＥＤと相互接続と任意的な支援回路とを含むガリウム砒素層上に層状に重ねられるか、または、蒸着される。
【００１０】
次に、アルミニウムのような反射性材料の薄い層２０が、二酸化珪素パッシベーション層の最上部に付着して（sputtered）反射部が形成され、この結果、活性化されたＬＥＤから二酸化珪素層１８を通して発せられた光が、アルミニウム層２０により反射され、かつ、サファイアシート１２へ向かって戻される。次に、周知のエッチングまたはマイクロエッチング技術により、サファイアシートの他方または反対側の露出された面に、ＬＥＤと数値的および位置的に１対１に対応して、レンズ２２が形成される。こうして、ＬＥＤにより発せられた光は、対応したレンズを通して方向づけられ、これにより、活性化された各々の対応ＬＥＤからのコリメートされた光線として、本発明のイメージ表示生成器から出力される。
【００１１】
具体的には、各々のＬＥＤにより、（ｉ）隣接したサファイアシートにおいてマイクロ機械加工された（micro-machined）対応レンズ２２へ向かって、および、（ii）反対側の方向に、すなわち、二酸化珪素層１８を通して、かつ、アルミニウム層２０上へ（該アルミニウム層２０は、入射光を、二酸化珪素層を通して、サファイアシート内のマイクロ機械加工された対応レンズ２２へ向かって反射させて戻す）、という両方の形で、光が発せられる。こうして、各々のＬＥＤから発せられた非常に高いパーセンテージの光が捕捉され、かつ、対応レンズを通して方向づけられて、活性化された該ＬＥＤからのコリメートされた光線が形成され、これにより、非常に高い効率の一体的なイメージ表示生成器が提供される。
【００１２】
本発明のイメージ表示生成器は、その新規な構成および取り決めによって、幾つかのさらなる利点をさらに提供する。一例として、生成器１０の構成は、光生成ＬＥＤに密接した並外れて高い精度のレンズの実現および包含を可能にする。さらに、一般に好ましい基板材料であるサファイアは、好都合に高い屈折率を示し、さらに、非常に耐久性がある。サファイアは、非常に効率的な熱導体でもあり、これにより、ＬＥＤが活性化される場合に発生する過剰な熱の多くをＬＥＤから効率的に取り去ることができる。
【００１３】
図１に示されるように、ＳｉＯ２後部パッシベーション層をエッチングまたはマイクロ機械加工することもでき、これにより、輪郭づけられた、または、整形されたレンズ２４が形成され、該レンズ２４は、アルミニウム２０によって被覆される場合に、結果として生じる表示の光学的効率をさらに向上させるための反射部を形成する。コリメートされた光線を保証するために、各々の反射部レンズまたは面２４の曲率は、同じＬＥＤと整列された対応サファイアレンズの曲率と符合すべきである。ＬＥＤ発光ジャンクションは、整形されかつ位置決めされた反射部レンズを備えたサファイアレンズの焦点に配置されるべきであり、この結果、その焦点が、ＬＥＤジャンクションに、または、ＬＥＤジャンクション上に存在する。ＬＥＤ発光ジャンクションがレンズの焦点に配置される場合に、ＬＥＤからの光がコリメートされる（すなわち、ほぼ無限遠に焦点を合わせられる）。
【００１４】
図２は、垂直空洞面発光型レーザーダイオード（vertical cavity surface emitter laser diodes：ＶＣＳＥＬｓ）を利用して、前述した実施手段を強化したものであり、これについては、ＳｉＯ２層１８内にマイクロ機械加工された反射部の供給の有無を設計的事項として実施することができる。このようなＶＣＳＥＬは、従来技術において周知であるように、通常は、イオン注入（ion implantation）を用いて製造され、この結果、ジャンクションは、表示生成器の発光面または表面と実質的に垂直に方向づけられ、かつ、各々の作動されたダイオードからの発光も同様に、該面と垂直になる。ＳｉＯ２または類似の絶縁材料のパッシベーション層１８は、アルミニウムのような反射性材料の層２０によって、ダイオードジャンクションから該アルミニウム反射性材料の面までの、レージング（lasing）を開始するように調整された距離だけ被覆され、この結果、ダイオードの発光は、反射性材料からダイオードジャンクション内へ同相で反射されて戻される。この垂直方向の構成の発光コーン（light emission cone）は、ほぼコリメートされるので、サファイアレンズからの訂正を殆ど必要としない。ダイオードの構成については、レージング閾値より低いローレベルにて、または、スペクトル分布が非常に狭いハイレベルにて、電気的に駆動させることができる。次に、この非常に狭い光スペクトルに、コンバイナ（図示せず）をチューニングすることができる。一般に好ましい実施手段において、発光波長が、約５４１ナノメートルの緑色に調整される。こうして、図２の強化された実施例は、図１の実施例により生じる場合と比較して、いっそう高精度のコリメートされた発光と、非常に高い輝度の電位（potential）とを提供する。
【００１５】
図１および図２の両方の取り決めに基づいてさらに強化された実施例において、例えば、ＬＥＤ１６またはＶＣＳＥＬダイオード１１６を形成するためにＧａＡｌＡｓのような材料を用いることにより、ＧａＡｓ層１４に不純物を添加したり、または、ＧａＡｓ層１４を合金にしたりすることができ、これにより、いっそう高い効率を備えた望ましいまたは正しい光色がもたらされる。
【００１６】
本発明による表示生成器のさらなる修正形態が図３に示される。図３の生成器には、ＬＥＤ１６またはＶＣＳＥＬダイオード１１６からなる第１アレイからの発光をモニタリングする場合に用いるための第２のまたはさらなるフォトダイオード３２からなるアレイが設けられる。このさらなる修正形態については、現在予想される例として本明細書において前述したイメージ表示生成器の形式のいずれにも適用することができるが、一般に好ましい実施手段は垂直方向に配列された発光ダイオードからなる第１アレイを利用し、かつ、最も好ましいのは、該発光ダイオードからなる第１アレイがＶＣＳＥＬ１１６を用いて実装される図２の一般的な取り決めである。
【００１７】
具体的には、ＳｉＯ２パッシベーション層１８上に、または、ＳｉＯ２パッシベーション層１８を覆って、アルミニウム反射層２０を蒸着した後に、該反射層がエッチングされて、該反射層内にまたは該反射層を貫通して形成された多数の開口部または穴部または貫通孔２６が設けられ、該穴部２６は、第１アレイのＶＣＳＥＬ１１６と１対１対応で整列される。こうして、活性化された各々のＶＣＳＥＬダイオードにより発せられる非常に少量の光が、アルミニウム反射層２０内の対応した穴部を通過することができる（前述したように、層２０へ向かって発せられた残りの光は、層２０により反射されてＶＣＳＥＬダイオード１１６へ戻される）。第２ＳｉＯ２パッシベーション層２８は、反射性材料２０の最上部に蒸着または配置され、かつ、シリコン（silicon）層３０が該ＳｉＯ２層上に蒸着され、これにより、該シリコン層３０がアルミニウム反射層２０から絶縁される。次に、フォトダイオード３２からなるアレイがシリコン層３０内に形成され、各々のフォトダイオードは、レーザーダイオードが活性化された場合に、整列された穴部を通過するＶＣＳＥＬダイオードによる光を該フォトダイオードにより受けるために、（アルミニウム反射層２０内の）対応した穴部２６と１対１に整列する形で配置される。こうして、各々のフォトダイオードは、対応したＶＣＳＥＬダイオードが活性化される場合に、反射層内の対応した穴部を通過する非常に少量の光を検出し、または、“読み取り”、これにより、該対応したＶＣＳＥＬダイオードの動作をモニタリングする。
【００１８】
使用時に、フォトダイオード３２については、ＶＣＳＥＬ１１６と同期してスキャンすることができる。一般に予想されるように、ＶＣＳＥＬダイオードは、アレイの各列に駆動電圧を順次的に印加することにより、かつ、従来技術において周知のように、電流リミッタを通して適切なＶＣＳＥＬ選択行を接地することによって各々のＶＣＳＥＬを通る電流の流れを制御することにより、活性化または励起される。フォトダイオード３２は、アレイの行内の電流の流れをモニタリングまたは検出することにより、同様の様式で同期して“読み取られ”、各々のフォトダイオード３２を通る電流の流れは、対応したＶＣＳＥＬダイオード１１６から、これらの間に配置される反射層の穴部を通って、フォトダイオード上に入射する光の関数である。したがって、この取り決めは、第１アレイを形成する複数のＶＣＳＥＬダイオードまたはＬＥＤを選択的に作動させることによって本発明の表示生成器により作成される（または、作成されるように意図または予想される）イメージを即時にかつ自動的にモニタリングするという好都合な能力を提供する。
【００１９】
ＶＣＳＥＬダイオードから対応したフォトダイオードへ発せられた少量の光を搬送すべく、反射性材料２０内に、または、反射性材料２０を貫通して、小さな穴部２６をエッチングまたは形成する代わりに、各々のＶＣＳＥＬダイオードとこれに対応したフォトダイオードとの間に部分的に反射性のエリアまたは領域を形成するのに十分な程度まで各々のＶＣＳＥＬ１１６とフォトダイオード３２との間の領域における反射層を適切に薄くするために、反射層を選択的にエッチングできることが、さらに予想される。遮られていない貫通孔または開口部２６を形成する代わりに、このような各々の領域において反射層２０を適切に薄くすることにより、対応したフォトダイオードから反射層へ向かって発せられる（実質的により大きいことが好ましい）第１比率の光は反射され、かつ、ＶＣＳＥＬダイオードにより発せられる（よりいっそう小さいことが好ましい）第２比率の光は、対応したフォトダイオードによる受けられかつ検出されるために、薄くされた反射層領域を通過する。
【００２０】
本発明のイメージ表示生成器の実施例または実施手段のいずれについても、投影されたイメージ（例えば、航空機または乗物の風防ガラスのような斜めの（すなわち、ある角度に向けた）および／または湾曲させた（すなわち、平坦ではない）面上に、または、該面内に整列させたイメージの投影）の選択的なまたは所定の再方向づけ（reorientation）を容易にするように、さらに修正することができる。このことについては、例えば、表示生成器の発光面または表面からの、ダイオードにより生成される光の発光方向または発光角度を変動させるためにサファイア（または、他の基板材料）層１２内に形成されるレンズ２０の一部または全てを調整することにより、達成することができる。この調整を達成するための、または、容易にするための１つの方法は、各々のレンズをサファイア層上に形成する前に、その位置におけるサファイアの面を、所定の方向および所定の角度に向けたりまたは傾斜させることができるということであり、これにより、焦点距離を変化させずに、発せられた光を選択的に導くプリズムが形成される。次に、レンズは、サファイア材料内において、面をある角度に向けた（surface-angled）または傾斜させた位置に形成され、これにより、本発明の表示生成器により有効に出力される発光の（プリズムを経た）向け直し（redirection）またはステアリング（steering）、および、（レンズを経た）焦点合わせ（focusing）およびコリメーションの両方がもたらされる。レーザーダイオードによる発光のさらなる焦点合わせまたはコリメーションが必要とされない場合に、ステアリングまたは向け直しまたは発光を修正するプリズム、または、ある角度に向けられた面などを、サファイア材料の面位置にレンズをさらに形成せずに、サファイア材料内に設けることができる。
【００２１】
こうして、本発明は、高い効率の、かつ、非常にコンパクトな形式のイメージ表示生成器または投影器を好都合に提供する。前記表示生成器は、全体として一体的な様式で、シートのような基板上に形成され、該基板は、表示生成器のイメージ生成および投影能力を供給するために必要とされる空間的な容積を、以前には達成不可能であった程度まで最小限にし、かつ、該基板は、イメージを方向づけるまたは向け直すための他の構成要素との相互作用のために、航空機のコックピットまたは計装室のような非常に狭い環境における生成器の選択的な配置を容易にし、これにより、例えば、ヘッドアップディスプレイが、航空機操縦士の視野内に形成される。本発明の一体的な表示生成器の好ましい形式の構成は、複数の光生成ＬＥＤまたはＶＣＳＥＬなどにより生成される照明の非常に効率的な投影をさらに提供して、格別な輝度、焦点、および、明瞭さの投影されたイメージを生じさせる一方で、動作中のダイオード構成からの有害な熱の蓄積をディスプレイ構成内において回避する。
【００２２】
本発明の表示生成器は、高性能の航空機、または、民間航空機、または、軍用機のためのヘッドアップディスプレイの実装における特定の有用性を提供するが、該表示生成器については、宇宙船、または、自動車、または、他の任意の乗物または装置または物品または環境内におけるヘッドアップディスプレイの一部として用いることもできる。実際に、本発明の生成器については、投影されたイメージを表示することが望ましい任意の状況または環境において用いることができ、この目的のために、サファイアまたは他の基板材料の投影面上に形成されたレンズの方向づけおよび／または曲率などを変動させてレンズの焦点距離を調整し、この結果、投影されたイメージが、生成器からの（無限遠以外の）所定の距離に焦点を合わせられることが、望ましいことであり得るか、または、決定され得る。
【００２３】
一般に好ましい例として本明細書において説明しかつ開示した実施例のいずれか１つまたは組み合わせを用いて本発明のイメージ表示生成器を実施する場合に、一般的な設計的事項として、かつ、本発明の範囲内で、さらなる層の特性、および／または、構成上の特性、および、動作特性を、ベース（例えば、サファイア）基板上に設けられた層についての開示した組み合わせに追加できることが、さらに予想される。本発明は、構成上および／または機能上の特性において、一般に好ましい例示として本明細書において明示または説明した材料とは異なった、または、概略的に同等の材料を用いることを包含するようにも十分に意図されている。
【００２４】
本明細書において説明した本発明の例示的な実施手段は、概略的には、ＬＥＤまたはＶＣＳＥＬの発光スペクトルにより主に決定された特定の所定波長の単色または単一のカラーイメージの生成および投影を意図している。これらの取り決めについては、フルカラーまたは多色（multiple-color）表示投影器のための赤色、緑色、および、青色のようなそれぞれの異なった波長にて光を生成するように各々が動作可能な複数のＬＥＤまたはＶＣＳＥＬを、前述した実施例において１つのＬＥＤまたはＶＣＳＥＬが示される各々の位置に配置することによって多色イメージを供給するように即時に修正することができる。このような修正形態において、各々の位置のための多数のＬＥＤまたはＶＣＳＥＬは、密接にかつきっちりと詰められて配置されるべきであり、この結果、多数のＬＥＤまたはＶＣＳＥＬによりこの位置において生成される光は、ベース基板材料の投影面内における該位置と整列されかつ該位置のために形成される同じレンズにより、外側へ貫通して投影され、かつ、コリメートされ、および／または、方向づけられる。あるいは、各々の位置において、多数のＬＥＤまたはＶＣＳＥＬの各々のために、個々のレンズをベース基板面に形成することができ、各々の位置のための多数のレンズは、該位置において生成される多色光を外側へ投影しかつコリメートするために、しっかりと共にグループ化される。こうして、特定の位置のために赤色、緑色、および、青色の光をそれぞれ生成するように動作可能なＬＥＤまたはＶＣＳＥＬのために、その位置に同様に配置されたＬＥＤまたはＶＣＳＥＬと整列された三つ組（triad）として、レンズを形成することができる。
【００２５】
こうして、本発明についての新規な基本的特徴を、その好ましい実施例に適用されたものとして示し、説明し、かつ、指摘してきた一方で、説明した方法、例示した素子、および、これらの動作の形式および詳細における様々な省略、代用、および、変更を、本発明の真意から逸脱することなく、当業者により行えることが理解されるだろう。例えば、同じ結果を達成するために、実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を実行する要素および／または方法段階の全ての組み合わせが、本発明の範囲内にあることが明白に意図される。さらに、本発明のあらゆる開示された形式または実施例と関連して示され、かつ／または、説明された構成および／または要素および／または方法段階を、他の任意の開示され、または、説明され、または、示唆された形式または実施例に、設計的事項として包含できることを認識すべきである。したがって、本発明は、これに添付された請求項の範囲により示されるものとしてのみ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例によるイメージ表示生成器の側部断面図である。
【図２】図１の表示生成器の他の実施例の側部断面図である。
【図３】本発明による表示生成器のさらに他の実施例の側部断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０ 表示生成器
１２ サファイアシート
１４ 半導体材料層
１６ ＬＥＤジャンクション
１８ 絶縁パッシベーション層
２０ 反射性材料層
２２，２４ レンズ
２６ 開口部
２８ 第２パッシベーション層
３０ シリコン層
３２ フォトダイオード
１１６ ＶＣＳＥＬダイオード 
【図１】
2006332696.tif 000003
【図２】
2006332696.tif 000004
【図３】
2006332696.tif 000005