JP2011523809A - 表示装置の画素を用いて、通信リンクを介して光情報を伝達するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

光情報ビットを送信するのに、表示装置の少なくとも１つの表示用画素を、および光情報ビットを受信するのに、表示装置の少なくとも１つの検知用画素を使う、光通信リンクを介して通信するシステムが提供される。光情報ビットを送信するために、表示装置のコントローラは、送信表示用画素を、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す変調光信号を生じる。光情報ビットを受信するために、コントローラは、受信検知用画素によって発生された電気検知信号を読み取り、受信用画素から読み取られた電気検知信号を、１つまたは複数の情報ビットに対応するものとして解釈する。

Description

本発明は、表示装置に関し、より詳細には、光データ信号を送信し、かつ／または受信する機能を有する表示装置に関する。

電子機器、たとえば携帯情報端末（ＰＤＡ）および計算器などは、多くの場合、それぞれ、光データ信号を放出し検出する赤外線（ＩＲ）エミッタおよび検出装置を含む。ＩＲエミッタは、一般にＩＲ発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、電気ドライバ回路から出力される電気信号によってバイアス印加をオン／オフされる。ＬＥＤは、オン／オフのバイアス印加により、変調光データ信号を生じさせる。ＩＲ検出装置は、一般にＩＲフォトダイオードであるが、変調光データ信号を受信し、電気データ信号に変換する。復調および復号回路機構は、電気信号を復調し、復調信号を復号して、データを復元する。

上述したタイプのＩＲ通信リンクを用いることの欠点の１つは、たとえばＩＲ ＬＥＤなど、比較的高価な構成要素を必要とすることである。さらに、リンクにおいて使われるＩＲ ＬＥＤは、比較的大量の電力を消費するので、特に可搬型電子機器に関しては望ましくない。

したがって、たとえば携帯電話およびＰＤＡなど、様々なタイプの可搬型電子機器との使用に適しており、ＩＲエミッタ（たとえば、ＩＲ ＬＥＤ）およびＩＲ検出装置（たとえば、フォトダイオード）を使用する必要がない光通信リンクが必要とされている。

本発明は、画素を用いて、情報ビットを表す光信号を、光通信リンクを介して送受信するシステムおよび方法を対象とする。このシステムは、少なくとも第１の表示装置および第１のコントローラを備える、少なくとも第１の電子機器を備える。第１の表示装置は、複数の表示用画素および複数の検知用画素を含む。各表示用画素は、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間を切り換えるように、第１のコントローラによって制御可能である。各検知用画素は、光を検知し、検知された光に関連した電気検知信号を生じることが可能である。表示用画素の少なくとも１つは、第１の送信用画素として使われ、検知用画素の少なくとも１つは、第１の受信用画素として使われる。第１のコントローラは、光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信するように、および第１の送信用画素を光学表示条件の間で切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す変調光信号を生じるように構成される。第１のコントローラは、第１の受信用画素によって発生された電気検知信号を読み取るように、および電気検知信号を、光通信リンクを介して受信された１つまたは複数の情報ビットに対応するものとして解釈するように構成される。

本方法は、表示装置およびコントローラを有する少なくとも第１の電子機器を提供することを含み、表示装置の少なくとも１つの表示用画素は、第１の送信用画素として使われ、表示装置の少なくとも１つの検知用画素は、受信用画素として使われる。コントローラは、光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信し、送信用画素を、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す変調光信号を生じる。

本発明のこうしたおよび他の特徴および利点は、以下の説明、図面および請求項から明らかになるであろう。

本発明の光送受信器機能の提供に適した公知のＡＭＬＣＤ表示装置の画素を示すブロック図である。 光通信リンクを提供する例示的実施形態によるシステムを示すブロック図である。 図２に示すタイプのＡＭＬＣＤ表示装置をそれぞれが含む２つの電子機器を示す図である。 表示装置の画素を用いて、光通信リンクを介して光情報信号を伝達する実施形態による方法を示すフローチャートである。 表示装置の画素を用いて、光通信リンクを介して光情報信号を伝達する実施形態による方法を示すフローチャートである。 光信号を送受信するのに使われる、表示装置の領域を選択する例示的実施形態による方法を示すフローチャートである。 表示装置の画素を用いて、２つの電子機器の間で光情報信号を伝達する別の実施形態による方法を示すフローチャートである。

本発明によると、アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）装置が、光通信リンクの光受信器として、および／または光送信器として使われ、そうすることによって、光通信装置内でＩＲ ＬＥＤおよびＩＲ検出装置を使う必要性がなくなる。ＡＭＬＣＤ装置とは、画像を表示する様々なタイプの家庭用電子機器において現在使われている表示装置である。ＡＭＬＣＤ装置は、赤、緑および青（ＲＧＢ）色の感光材料ならびにスイッチ回路機構がその中に「はさみ込まれた」、光学的透過材料からなる層を含む。スイッチ回路機構は、ＲＧＢ感光材料の量を選択的に活性化し、非活性化するように機能する。Ｒ材料、Ｂ材料およびＧ材料の量ならびにそれぞれのＲ、Ｇ、Ｂスイッチ回路機構が、それぞれの表示用画素を形成する。ＡＭＬＣＤ表示装置は、行と列に並べられたこのような多くの表示用画素からなり、画素を駆動する、表示用画素のスイッチ回路機構に結合されたドライバ回路機構を含む。各画素のＲ、Ｇ、Ｂ量の１つまたは複数が活性化されると、対応する色を画素が表示する。

ＡＭＬＣＤ表示装置の少なくとも１つの製造元である、シャープ・エレクトロニクス・コーポレーションは、光検出器、すなわちフォトダイオードまたはフォトトランジスタを、ＡＭＬＣＤ装置の各画素に含めるようにし始めた。光検出器は、ＡＭＬＣＤ装置に触角検知能力をもたせる。たとえば、指やスタイラスなどの何かが、表示装置上の領域と接触して置かれると、画素の光検出器が、接触領域における光の強度レベルを検知し、光を電流信号に変換する。こうした電流信号は、表示装置上の対応する領域が接触され、またはタッチされたという指示を与える。本発明によると、ＡＭＬＣＤ装置のそれぞれの画素の１つまたは複数の、こうした光検出器の１つまたは複数が、光通信リンクの光受信器として使われる。画素のうち１つまたは複数の画素のＲ、Ｇ、Ｂ量の１つまたは複数を活性化し、非活性化することにより、光通信リンクの光送信器が提供される。

この光受信器および光送信器機能を有して構成されたＡＭＬＣＤ表示装置を有する、たとえばＰＤＡおよびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）など、２つの電子機器が相互に接近して置かれると、電子機器は、光送信器と光受信器の間の光通信リンクを介して互いの間で情報を伝達することが可能になる。可搬型装置のうち１つの装置の光送信器をなす１つの画素または複数の画素のＲ、Ｇ、Ｂ量は、活性化され非活性化されて、変調光情報信号を生じる遮断効果をもたらす。可搬型装置のうち、それ以外の装置の光受信器をなす１つの画素または複数の画素の光検出器は、変調光情報信号を検出し、関連した電気信号を生じ、この信号は次いで、電子機器の復調回路機構によって復調されて、変調光情報信号に含まれていた情報を復元する。

図１は、本発明の光送受信器機能の提供に適した公知のＡＭＬＣＤ表示装置の画素２のブロック図を示す。画素２は、表示用画素部分３および検知用画素部分４を含む。表示用画素部分３は、活性化されたときは透過性であり非活性化されたときは不透過性であるコレステリック液晶（ＣＬＣ）６、７、８を含む。画素２を組み込むＡＭＬＣＤ装置は一般に、バックライトで照らされ、ＣＬＣ６、７および／または８の活性化により、それぞれ、画素の所で青、緑および／または赤色波長の光を表示装置に表示させるようにカラー・フィルタを使う。ＣＬＣ６、７、８の活性化および非活性化は、それぞれ、表示用画素列線１１、１２、１３を選択し、選択解除することによって実施される。列線１１、１２、１３の選択および選択解除は、画素２の外部にあるスイッチ回路機構（図示せず）によって実施される。各ＣＬＣ６、７、８の片側は、共通バイアス電圧、すなわちＶＣＯＭに接続される。ＣＬＣ６、７、８の反対側は、それぞれのｎ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１６、１７、１８のそれぞれのドレインに結合される。

ＴＦＴ１６、１７、１８のゲートは、ＴＦＴ１６、１７、１８を活性化し、非活性化するための外部スイッチ回路機構によって選択され、選択解除される制御線２５に接続される。コンデンサ２１、２２、２３は、その一端では、それぞれＴＦＴ１６、１７、１８のドレインに、その対向端では、線２７上に設けられたＴＦＴ共通バイアス電圧、すなわちＴＦＴＣＯＭに接続される。コンデンサ２１、２２、２３の充電により、それぞれＣＬＣ６、７、８の位相を変化させるのに必要とされる電界が与えられる。ＴＦＴ１６、１７、１８が活性状態にあるとき、それぞれの列線１１、１２および／または１３を選択することによって、ＣＬＣ６、７および／または８にデータが書き込まれる。

画素２の検知用画素部分４は、フォトダイオード３１、集積コンデンサ３２およびｎ型ポリシリコンＴＦＴ３３を備える１トランジスタ（１−Ｔ）検知用画素回路である。フォトダイオード３１の正極は、リセット制御線、すなわちＲＳＴ３５に接続され、フォトダイオード３１の陰極は、ＴＦＴ３３のゲートに接続される。コンデンサ３２の片側は、行選択線、すなわちＲＷＳ３６に接続され、コンデンサ３２の反対側は、ＴＦＴ３３のゲートに接続される。ＴＦＴ３３のソースおよびドレインは、それぞれ列線１１、１２に接続される。画素２の外部で、ｎ型ＴＦＴ４１のソースは、ＴＦＴ３３のソースに接続され、ＴＦＴ４１のドレインは、電源電圧、すなわちＶＳＳに接続される。検知用画素部分４の出力、すなわちＶＰＩＸは、ＴＦＴ４１のソースに接続された端子である。ＴＦＴ３３のドレインは、ｐ型ＴＦＴ４３のソースに接続される。ＴＦＴ４３のドレインは、電源電圧ＶＤＤに接続される。

画素２の動作法は、当該分野において公知である。概して、列線１１、１２、１３は、表示用画素部分３の書込みおよび検知用画素部分４の読取り両方に使われる。検知用画素部分４は、表示用画素部分３の行ブランキング期間中に読み取られる。検知用画素部分４は、表示用画素部分３の行ブランキング期間中に読み取られるので、検知用画素部分４と表示用画素部分３の集積化は、表示用画素部分３のタイミングを変える必要なく、可能になる。

上述したように、画素２の検知用画素部分４は通常、ＡＭＬＣＤ装置に触角検知機能を与えるのに使われる。本発明によると、検知用画素部分４は、光通信リンクの光受信器を提供するのに使うことができ、表示用画素部分３は、光通信リンクの光送信器を提供するのに使うことができると定められている。これを遂行するための方法の例を、いくつかの例示的実施形態を参照して以下に記載する。

図２は、光通信リンクを提供する例示的実施形態によるシステム１００のブロック図を示す。システム１００は、表示装置１０１、コントローラ１６０およびメモリ装置１７０を含む。表示装置１０１は、表示用画素１１０および検知用画素１２０を含み、こうした画素は、それぞれ、図１を参照して上述した表示用画素部分３および検知用画素部分４と同一または同様でよい。それぞれ、表示および検知用画素１１０、１２０のほとんどは、それぞれ、典型的な画像表示法および接触検知法で使われる。ただし、本実施形態によると、それぞれ、表示装置１００の右下部分に置かれた表示および検知用画素１１０Ａおよび１２０Ａは、それぞれ光送信器および光受信器として使われる。ただし、表示用画素１１０の１つまたは複数を光送信器として使ってよく、検知用画素１２０の１つまたは複数を光受信器として使ってよいことに留意されたい。また、後でより詳しく説明するように、こうした目的で使われる表示および検知用画素は、表示装置の一定の場所にある必要はなく、光通信リンクを介した情報の送信または受信に先立って、トレーニングまたはキャリブレーション・シーケンス中に選択することができる。

表示装置１０１は、光送信器を備える表示用画素１１０Ａを活性化させ、非活性化させる表示用画素遮断信号１３０を受信する。例証目的のために、表示用画素１１０Ａは、活性化により、バックライト・ソース（図示せず）からの光を、表示用画素１１０Ａを通過させ、表示装置１０１から放出させるように透過性になると想定する。表示用画素１１０Ａは、非活性化により、バックライト・ソースによって放出される光が、表示用画素１１０Ａを通過するのを妨げ、そうすることによって、表示装置１０１から光が放出されるのを妨げるように不透過性になる。したがって、表示用画素遮断信号１３０は、送信される情報信号に従って表示用画素１１０Ａを、活性化し非活性化することによって変調し、そうすることによって、表示用画素１１０Ａに、光情報信号を放出させる。

表示用画素遮断信号１３０は一般に、青、緑および赤色ＣＬＣ６、７、８の活性化および非活性化を制御する図１の信号線１１、１２、１３、２５、２７上の信号など、複数のそれぞれの信号線上で搬送される複数の信号の組合せを含む。表示用画素１１０Ａが青色ＣＬＣ、緑色ＣＬＣおよび赤色ＣＬＣを含むケースでは一般に、遮断信号１３０は、ＣＬＣすべてを同時に活性化させ、同時に非活性化させることになる。たとえば、表示用画素１１０ＡのＣＬＣすべてを同時に活性化することにより、表示装置１０１は、画素１１０Ａの所で白色光を放出する。表示用画素１１０ＡのＣＬＣすべてを同時に非活性化することにより、表示装置１００は、画素１１０Ａの所で暗くなる。送信間隔またはシーケンス中、表示用画素１１０Ａの所での白色光の放出は、バイナリ「１」の送信に対応し、表示用画素１１０Ａの所での無光放出は、バイナリ「０」の送信に対応し得る。あるいは、表示用画素１１０Ａの所での白色光の放出は、バイナリ「０」の送信に対応し、表示用画素１１０Ａの所での無光放出は、バイナリ「１」の送信に対応してもよい。本発明は、この目的で使われる変調プロトコルのタイプに関して限定されない。

検知用画素読取り信号１４０も、表示装置１０１に印加される。検知用画素読取り信号１４０は、検知用画素１２０Ａの状態を示す電圧信号を、センサ検出信号１５０として表示装置１００から出力させる。センサ検出信号１５０は、検知用画素１２０Ａの光検出器によって検出された光エネルギーを示す状態をもつことになる。検知用画素読取り信号１４０は一般に、検知用画素１２０Ａの光検出器の読取りを制御する、図１に示す信号線１１、１２、３５、３７上の信号など、複数のそれぞれの信号線上を搬送される複数の信号の組合せを含む。光通信リンクの動作中、センサ検出信号１５０のレベルが高い場合、このことはバイナリ「１」の受信として解釈すればよく、センサ検出信号１５０のレベルが低い場合、このことはバイナリ「０」の受信として解釈すればよい。あるいは、センサ検出信号１５０のレベルが高い場合、このことはバイナリ「０」の受信として解釈してもよく、センサ検出信号１５０のレベルが低い場合、このことはバイナリ「１」の受信として解釈してもよい。繰り返しになるが、本発明は、この目的で使われる変調プロトコルのタイプに関して限定されない。

コントローラ１６０は、信号１３０、１４０の状態を制御して、光通信リンクを介したビットの、それぞれ送信および受信を制御する。コントローラ１６０はまた、信号１５０を受信し復号して、受信ビットがバイナリ１であるか、それともバイナリ０であるかを検出する。コントローラ１６０は、たとえば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、および特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能ゲート・アレイ（ＰＧＡ）、プログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）など、１つまたは複数の集積回路（ＩＣ）を含み得る。コントローラ１６０は、たとえば、増幅器、フィルタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、クロック復元回路、アナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）、デジタル−アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）など、他の１つまたは複数の構成要素も含み得る。後でより詳しく説明するように、コントローラ１６０のＩＣの１つは一般に、光通信チャネルを介したビットの送信および受信に関連したタスクを実施するソフトウェアおよび／またはファームウェアをもつようにプログラミングされた何らかのタイプのプロセッサである。ソフトウェアおよび／またはファームウェアに対応するコンピュータ・コードならびに他のデータは一般に、メモリ装置１７０に格納される。メモリ装置１７０は、たとえば、固体状態メモリ装置、光学記憶装置、磁気記憶装置など、何らかのタイプのコンピュータ可読媒体である。

図３は、図２を参照して上述したタイプのＡＭＬＣＤ表示装置２１０、３１０をそれぞれが含む、２つの電子機器２００、３００をそれぞれ示す。電子機器２００、３００は、表示装置を含み、機器に互いと通信させるための光通信リンクを提供されることが有利であろうどのタイプの電子機器でもよい。たとえば、一方の機器２００は、ＰＤＡでも携帯電話でもよく、他方の機器３００は、ＰＣでもテレビセットでもよい。図３は、同じサイズおよび形の電子機器２００、３００を示すが、機器２００、３００は、異なるサイズおよび形でもよく、異なるサイズおよび形の表示装置２１０、３１０を有してもよい。

表示装置２１０は、複数の表示用画素２２０および複数の検知用画素２３０を含む。表示装置２１０の表示用画素２２０Ａの少なくとも１つおよび検知用画素２３０Ａの少なくとも１つは、それぞれ、光通信リンクの光送信器および光受信器として使われる。同様に、表示装置３１０は、複数の表示用画素３２０および複数の検知用画素３３０を含む。表示装置３１０の表示用画素３２０Ａの少なくとも１つおよび検知用画素３３０Ａの少なくとも１つは、それぞれ、光通信リンクの光送信器および光受信器として使われる。したがって、表示および検知用画素２２０Ａおよび２３０Ａは、それぞれ、光通信リンクの片側では光送信器および光受信器として作用し、表示および検知用画素３２０Ａおよび３３０Ａは、それぞれ、光通信リンクの反対側では光送信器および光受信器として作用する。図３に表す例示的実施形態において、リンクの光送信器および光受信器は、表示装置２１０、３１０の右下部分に置かれた表示用画素２２０Ａ、３２０Ａおよび検知用画素２３０Ａ、３３０Ａに対応する。

電子機器２００、３００を互いと通信させるために、機器２００、３００は、その表示装置２１０、３１０が概して、表示および検知用画素２２０Ａおよび２３０Ａが表示および検知用画素３２０Ａおよび３３０Ａと概ねまたはまさに同じ光学パス中となるように、向かい合って相互にごく接近して置かれる。次いで、通信セッションが始められ、このセッション中、表示用画素２２０Ａおよび３２０Ａは、それぞれ、検知用画素３３０Ａおよび２３０Ａによって受信された光信号を送信する。このシーケンスは、電子機器２００、３００それぞれにある選択スイッチをユーザが活性化することによって始めることができる。選択スイッチは、たとえば、機器２００、３００の筐体の上に配置された電気機械スイッチでよく、表示装置に表示されるグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）のアイコンなどのソフト・スイッチでもよい。表示用画素２２０Ａおよび検知用画素２３０Ａは、光学パス中で、検知用画素３３０Ａおよび表示用画素３２０Ａと正確に整列される必要はない。おそらく、通信セッション中に活性化されることになる画素のみが、送信用画素として使われる画素である。したがって、画素が厳密に整列されなくても、検知用画素２３０Ａおよび３３０Ａは、それぞれの表示用画素２２０Ａおよび３２０Ａによって送信された信号を検出するだけである。また、図１を参照して上述したように、検知用画素は、表示用画素の行ブランキング期間中に読み取られる。したがって、検知用画素２３０Ａおよび３３０Ａが、それぞれ、表示用画素２２０Ａおよび３２０Ａによって発生される光を検知する危険性はない。

図４Ａ、４Ｂは、表示装置の画素を用いて、光通信リンクを介して光情報信号を伝達する実施形態による方法を表すフローチャートを示す。図４Ａを参照すると、ブロック３５１で示すように、コントローラと、表示用画素および検知用画素を有する表示装置とを有する、少なくとも第１の電子機器が提供される。表示用画素の１つまたは複数は、送信用画素として使われることになり、１つまたは複数の検知用画素は、受信用画素として使われることになる。ブロック３５２で示すように、コントローラは、光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信し、その送信用画素を、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す第１の変調光信号を生じる。第１の電子機器は次いで、ブロック３５３で示すように、変調光信号を、光通信リンクを介して送信させる。

図４Ｂを参照すると、ブロック３５４で示すように、少なくとも第２の電子機器が提供される。第２の電子機器では、ブロック３５５で示すように、受信用画素が、変調光信号を検知し、電気検知信号に変換する。第２の電子機器のコントローラは、ブロック３５６で示すように、受信用画素によって発生された電気検知信号を受信し、この信号を、１つまたは複数の情報ビットとして解釈する。

送受信用画素が一定の場所にあることの代替法として、図５を参照して次に記載するように、トレーニング・シーケンス中の通信セッションの最初で、またはセッションに先立って場所を選択することができる。図５は、光信号を送受信するのに使われる、表示装置の領域を選択する例示的実施形態による方法を表すフローチャートを示す。言い換えると、送信用および受信用画素として機能することになる画素が選択可能である。このことは、表示装置がサイズの異なる状況では特に有用であり、この状況は一般に、電子機器が似ていない（たとえば、携帯電話とＰＣ）ときに成り立つ。

電子機器の一方が、既に設定され、または指定されている送信用および受信用画素をもつと想定すると、他方の電子機器は、この他方の電子機器の送信用および受信用画素に最も近い、表示装置内の場所にある送信用および受信用画素を他方の電子機器に選択させる、以下に記載するアルゴリズムを実施することになる。これを遂行するために、トレーニング・シーケンスが使われ、このシーケンス中に、一方の電子機器の固定送信用画素が活性化され、または変調され、その間、他方の電子機器の検知用画素が読み込まれ、どの検知用画素が最大強度を検知しているかに関して判定が行われる。最大強度を検知している検知用画素が、光受信器として使われることになり、その同じアドレスにある表示用画素が、光送信器として使われることになる。

図５を参照すると、トレーニング・シーケンスの最初で、ブロック４０１で示すように、送受信用画素が既に設定されている第１の電子機器が、第２の電子機器にごく接近して置かれ、その表示装置は、光学経路が互いの間に存在するように向かい合う。第１の電子機器の送信用画素は、ブロック４０３で示すように、トレーニング・シーケンスを送信する。トレーニング・シーケンスは一般に、一連のバイナリ１および０であるが、送信用画素を活性化し、トレーニング・シーケンスの完了まで活性化されたままに保つ程度に単純でよい。ブロック４０４で示すように、第２の電子機器の検知用画素の現在の画素アドレスが、読み取られるべきディスプレイ中の第１の画素の開始画素アドレスに設定され、その場所にある検知用画素の値が読み取られる。ブロック４０５で示すように、現在のアドレスに配置された検知用画素の検知された値が、所定の強度レベルまたは一連の所定の強度レベルに対応するのかどうかに関して判定が行われる。この判定は、たとえば、バイナリ１に対応する強度レベルを検知用画素が検知しているのかどうか、またはバイナリ１および０における所定のパターンに対応する一連の強度レベルを検知用画素が検知しているのかどうか判定することによって遂行することができる。

ブロック４０５で、開始アドレスの所の検知用画素が、トレーニング・シーケンスに対応する所定の強度レベルまたは一連の強度レベルを検知していないと判定された場合、ブロック４０８で、現在の画素アドレスが、表示装置中の最終画素のアドレスに等しいかどうかに関して判定が行われる。等しくない場合、ブロック４０９で示すように、現在の画素アドレスが増分され、新しい現在の画素アドレスの所の検知用画素が読み取られる。プロセスは次いで、ブロック４０５に戻り、ここで、現在の画素アドレスの所の検知用画素によって検知された強度レベルが、トレーニング・シーケンスに対応する所定の強度レベルにあるかどうかに関して判定が行われる。そのレベルにある場合、プロセスはブロック４１０に進み、ここで、第２の電子機器の送信検知用画素および受信表示用画素のアドレスが、現在の画素アドレスに等しくなるように設定される。光信号の形の情報は次いで、ブロック４２０で示すように、光通信リンクを介して送信し、受信することができる。

プロセスは、通信セッションの最後で終了してよい。通信セッションの終了は、たとえば、表示装置の間の光学経路の除去、セッションが終了したことまたは送信されるべき情報が残っていないことを示すビット・シーケンスの検出など、１つまたは複数のイベントによってトリガすることができる。

ブロック４０８で、現在の画素アドレスが、表示装置中の最終画素のアドレスに等しい（すなわち、表示装置中の検知用画素がすべて読み取られ、処理された）という判定が行われた場合、プロセスはブロック４０４に戻り、繰り返す。言い換えると、プロセスは、ブロック４０５で、現在の検知用画素がトレーニング・シーケンスを検知したという判定が行われるまで、第２の電子機器の検知用画素の列および行を走査し続ける。あるいは、プロセスを所与の回数だけ反復した後でトレーニング・シーケンスが検出されない場合はプロセスが終了するように、タイマまたはカウンタを使ってもよい。たとえば、ユーザによるスイッチの作動など、他のイベントを、プロセスを終了させるためのトリガとして使ってもよい。

図５に示すプロセスは、本発明の目標を達成するために、いく通りかのやり方で実施され得ることに留意されたい。たとえば、各検知用画素の値が分析されて、所定の強度レベル以上であり、したがってトレーニング・シーケンスに対応するかどうか判定するのではなく、検知用画素をすべて読み取って、値を互いと比較して、どの検知用画素が最高値を検知したのか判定してもよい。最高値を検知した検知用画素は次いで、それに加えて受信検知用画素および表示用画素として使うことができ、すなわち、同じ画素アドレスの所の表示用画素は、送信表示用画素として使うことができる。本明細書において行った説明を考慮して、本発明の目標を達成するように、図５を参照して上述したアルゴリズムに修正を行うためのやり方が当業者には理解されよう。

図６は、表示装置の画素を用いて、２つの電子機器の間で光情報信号を伝達する別の実施形態による方法を表すフローチャートを示す。本実施形態によると、表示装置の送信表示用画素および受信検知用画素は、表示装置中の一定の場所にあるか、または図５を参照して上述したトレーニング・シーケンス・アルゴリズムなどの技法を用いて、もしくは他の何らかの適切な技法を用いることによって予め選択された場所にあると想定される。一般に、通信セッションを開始している最中の電子機器は、ブロック５０１で示すように、セッション開始要求（ＳＩＲ）に対応するビット・パターンを送信させる。この電子機器は、要求側電子機器と呼ばれることになり、他方の電子機器は、応答側電子機器と呼ばれることになる。応答側電子機器の受信検知用画素は、ブロック５０２で示すように、ビット・パターンを検出し、対応する強度レベルを表す信号を出力する。次いで、応答側電子機器の回路機構によって、ブロック５０４で示すように、ＳＩＲビット・パターンが検出されているかどうかに関して判定が行われる。検出されている場合、応答側電子機器は、ブロック５０６で示すように、送信表示用画素に、ＳＩＲビット・パターンの受信を確認する（ＡＣＫ）ビット・パターンを送信させる。ＳＩＲビット・パターンが検出されていない場合、応答側電子機器によって実施されるプロセスは、終了してもよく、直ちに、または所定の遅延期間の後でブロック５０２に戻ることによって継続的または周期的に繰り返してもよい。

応答側電子機器が、ＳＩＲビット・パターンが検出されているという判定をブロック５０４で行い、次いで、ブロック５０６でＡＣＫビット・パターンを送信させた場合、要求側電子機器の受信検知用画素は、ブロック５０８で示すように、ＡＣＫビット・パターンを受信し、対応する強度レベルを表す信号を出力する。次いで、ブロック５０９で示すように、ＡＣＫビット・パターンが検出されているかどうかに関して、要求側電子機器の回路機構によって判定が行われる。検出されている場合、ブロック５１０で示すように、通信セッションが始まり、要求側と応答側電子機器との間で光情報信号が伝達される。ＡＣＫビット・パターンが検出されていない場合、プロセスは終了してもよく、直ちにまたは所定の遅延期間の後でブロック５０１に戻ることによって、継続的または周期的に繰り返してもよい。

図６に示すフローチャートによって示されるプロセスは、様々なやり方で実施することができる。本明細書において行った説明を考慮して、本発明の目標を達成されるようにしたまま、プロセスに多くの変形が行われ得ることが当業者には理解されよう。たとえば、要求側電子機器は、情報信号が間もなく送られることを応答側電子機器に知らせるのに、ＳＩＲビット・パターンを使わずに、リンクを介して光情報信号を送らせるだけでよい。同様に、ＡＣＫパターンの送信は省いてよい。要求側電子機器は単に、情報信号が応答側電子機器によって受信されたことを確信するまで、情報信号を繰り返し送ればよい。あるいは、要求側電子機器は単に、情報信号が受信されたことを示すＡＣＫパターンを応答側電子機器から受信するまで、情報信号を繰り返し送ればよい。また、図６に示さない追加機能、たとえばエラー訂正機能などを、プロセスに追加してもよい。

本発明の原理および概念を例証する目的で、本発明を、いくつかの例示的実施形態を参照して記載したことに留意されたい。本発明は、こうした実施形態に限定されないことが、本明細書において行った説明を考慮して当業者には理解されよう。本明細書に記載した実施形態に修正を行うことができ、このようなすべての修正形態が本発明の範囲内であることが、当業者には理解されよう。

Claims (20)

1. 光通信リンクを介して通信するシステムであって、
   少なくとも第１の電子機器を備え、前記第１の電子機器が、
   第１の表示装置を備え、前記第１の表示装置は、複数の表示用画素と複数の検知用画素とを含み、前記表示用画素の各々が少なくとも第１および第２の光学表示条件の間を切り換えるように制御可能であり、前記検知用画素の各々が、光を検知して前記検知された光に関連した電気検知信号を生じることが可能であり、前記表示用画素の少なくとも１つが第１の送信用画素として用いられ、前記検知用画素の少なくとも１つが第１の受信用画素として用いられるものであり、前記第１の電子機器はさらに、
   第１のコントローラを備え、前記第１のコントローラが、前記光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信するように、および前記光学表示条件の間で前記第１の送信用画素を切り換えさせて、前記コントローラによって受信された前記１つまたは複数の情報ビットを表す変調光信号を生じるように構成され、前記第１のコントローラが、前記第１の受信用画素によって発生された前記電気検知信号を読み取るように、および前記第１の受信用画素から読み取られた前記電気検知信号を、前記光通信リンクを介して受信された１つまたは複数の情報ビットとして解釈するように構成される、システム。
2. 前記表示用画素の各々が、前記表示用画素によって受信された電気切換え信号に応答して前記光学表示条件の一方から前記光学表示条件のもう一方に切り換える少なくとも１つの液晶（ＬＣ）を含み、前記検知用画素の各々が、衝突する光を検知して前記電気検知信号を生じる少なくとも１つの光検出器を含み、前記第１のコントローラが、前記第１の受信用画素に電気読取り信号を印加させることによって前記第１の受信用画素を読み取り、そして、前記第１の受信用画素への前記電気読取り信号の印加により、前記第１の受信用画素によって発生された前記電気検知信号が、前記第１のコントローラに送られ、前記第１のコントローラによって１つまたは複数の情報ビットとして解釈される、請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記表示装置がアクティブ・マトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）装置である、請求項２に記載の光通信システム。
4. 各表示用画素が、少なくとも赤色ＬＣ、青色ＬＣおよび緑色ＬＣを含み、各ＬＣがコレステリックＬＣである、請求項３に記載の光通信システム。
5. 前記第１の送信用画素の前記第１の光学条件が、それぞれ、赤、緑および青色光に対して透過である前記第１の送信用画素の前記赤、緑および青色ＬＣに対応し、前記第１の送信用画素の前記第２の光学条件が、それぞれ、赤、緑および青色光に対して不透過である前記第１の送信用画素の前記赤、緑および青色ＬＣに対応する、請求項４に記載の光通信システム。
6. 前記第１の送信用画素が前記第１の光学条件にあるときには、前記変調光信号中の論理１ビットを表す白色光が前記第１の送信用画素から放出され、前記第１の送信用画素が前記第２の光学条件にあるときには、前記変調光信号中の論理０ビットを表す光が前記第１の送信用画素からほとんど放出されない、請求項５に記載の光通信システム。
7. 前記第１の送信用画素が前記第１の光学条件にあるときには、前記変調光信号中の論理０ビットを表す白色光が前記第１の送信用画素から放出され、前記第１の送信用画素が前記第２の光学条件にあるときには、前記変調光信号中の論理１ビットを表す光が前記第１の送信用画素からほとんど放出されない、請求項５に記載の光通信システム。
8. 少なくとも第２の電子機器をさらに備え、前記第２の電子機器は、
   第２の表示装置を備え、前記第２の表示装置は、複数の表示用画素と複数の検知用画素とを含み、前記第２の表示装置の前記表示用画素の各々が少なくとも第１および第２の光学表示条件の間を切り換えるように制御可能であり、前記第２の表示装置の前記検知用画素の各々が、光を検知して前記検知された光に関連した第２の電気検知信号を生じることが可能であり、前記第２の表示装置の前記表示用画素の少なくとも１つが第２の送信用画素として用いられ、前記第２の表示装置の前記検知用画素の少なくとも１つが第２の受信用画素として用いられるものであり、前記第２の電子機器はさらに、
   第２のコントローラを備え、前記第２のコントローラが、前記光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信するように、および前記光学表示条件の間で前記第２の送信用画素を切り換えさせて、前記第２のコントローラによって受信された前記１つまたは複数の情報ビットを表す第２の変調光信号を生じるように構成され、前記第２のコントローラが、前記第２の表示装置の前記第２の受信用画素によって発生された前記第２の電気検知信号を読み取るように、および前記第２の電気検知信号を、前記光通信リンクを介して前記第２の電子機器によって受信された１つまたは複数の情報ビットとして解釈するように構成される、請求項１に記載の光通信システム。
9. 前記第１および第２の送信用画素が前記第１の光学条件にあるときには、前記それぞれの第１および第２の変調光信号中のそれぞれの論理１ビットを表す白色光が前記第１および第２の送信用画素から放出され、前記第１および第２の送信用画素が前記第２の光学条件にあるときには、前記それぞれの第１および第２の変調光信号中のそれぞれの論理０ビットを表す光が前記第１および第２の送信用画素からほとんど放出されない、請求項８に記載の光通信システム。
10. 前記第１および第２の送信用画素が前記第１の光学条件にあるとき、前記それぞれの第１および第２の変調光信号中のそれぞれの論理０ビットを表す白色光が前記第１および第２の送信用画素から放出され、前記第１および第２の送信用画素が前記第２の光学条件にあるときには、前記それぞれの第１および第２の変調光信号中のそれぞれの論理１ビットを表す光が前記第１および第２の送信用画素からほとんど放出されない、請求項８に記載の光通信システム。
11. 光通信リンクを介して通信する方法であって、
    第１の表示装置および第１のコントローラを有する第１の電子機器を提供することを含み、前記第１の表示装置は、複数の表示用画素と複数の検知用画素を含み、前記表示用画素の少なくとも１つが第１の送信用画素として用いられ、前記検知用画素の少なくとも１つが第１の受信用画素として用いられるものであり、さらに、
    前記第１のコントローラにおいて、光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信し、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で前記第１の送信用画素を切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す第１の変調光信号を生じることを含む、方法。
12. 第２の表示装置および第２のコントローラを備える第２の電子機器を提供することをさらに含み、前記第２の表示装置は、複数の表示用画素と複数の検知用画素を含み、前記第２の表示装置の前記表示用画素の少なくとも１つが第２の送信用画素として用いられ、前記第２の表示装置の前記検知用画素の少なくとも１つが第２の受信用画素として用いられるものであり、さらに、
    前記第２の受信用画素で前記第１の変調光信号を検知して前記第１の変調光信号を第２の電気検知信号に変換することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２のコントローラにおいて、前記第２の電気検知信号を１つまたは複数の情報ビットとして解釈することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２のコントローラにおいて、前記光通信リンクを介して送信される１つまたは複数の情報ビットを受信し、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で前記第２の送信用画素を切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す第２の変調光信号を生じることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記１つまたは複数の情報ビットを表す前記第２の変調光信号を、前記光通信リンクを介して送信させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１の受信用画素で前記第２の変調光信号を検知し、前記第２の変調光信号を第１の電気検知信号に変換することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１のコントローラにおいて、前記第１の電気検知信号を１つまたは複数の情報ビットとして解釈することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１のコントローラにおいて、前記第１のコントローラが、少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で前記第１の送信用画素を切り換えさせて、１つまたは複数の情報ビットを表す第１の変調光信号を生じるのに先立って、前記少なくとも第１および第２の光学表示条件の間で前記第１の送信用画素を切り換えさせて、トレーニング・シーケンスの１つまたは複数のビットを表す光トレーニング信号を生じること、そして、
    前記第２の受信用画素で前記第１の変調光信号を検知するのに先立って、前記第２の表示装置の１つまたは複数の検知用画素が前記光トレーニング・シーケンスを検知しているかどうか判定するアルゴリズムを前記第２のコントローラ内で実施し、検知しているときには、前記第２の受信用画素として使われるべき、前記第２の表示装置の前記１つまたは複数の検知用画素を選択することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
19. 前記第２のコントローラにおいて実施される前記アルゴリズムが、前記第２の表示装置の前記検知用画素によって発生された電気検知信号を読み取り、読み取られた前記電気検知信号を所定の閾値と比較することによって、前記第２の表示装置の１つまたは複数の検知用画素が、前記光トレーニング・シーケンスを検知しているかどうかに関する前記判定を行って、読み取られた前記電気検知信号が前記所定の閾値以上であるかどうか判定する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１および第２の表示装置はサイズが異なる、請求項１８に記載の方法。

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