JP2002529791A - マイクロデイスプレービューワー - Google Patents

マイクロデイスプレービューワー

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JP2002529791A
JP2002529791A JP2000581495A JP2000581495A JP2002529791A JP 2002529791 A JP2002529791 A JP 2002529791A JP 2000581495 A JP2000581495 A JP 2000581495A JP 2000581495 A JP2000581495 A JP 2000581495A JP 2002529791 A JP2002529791 A JP 2002529791A
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JP2000581495A
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ゲイル，ロナルド・ピー
スワンソン，ゲイリー・ジエイ
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Massachusetts Institute of Technology
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Massachusetts Institute of Technology
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S345/00—Computer graphics processing and selective visual display systems
    • Y10S345/905—Display device with housing structure

Abstract

(57)【要約】 デイスプレービューワーは４００ｍｍ2より小さい面積を有する画素電極の配列を備える電子式デイスプレー（２２）を具備している。好ましい実施例の液晶デイスプレーの画素電極の配列を照明するために光源が使用出来る。該ビューワーは該デイスプレー上の画像を拡大するレンズシステム（１４２）を有しそして該レンズから該拡大された画像を反射させるミラー（１４８）を有することも出来る。好ましい実施例のデイスプレービューワーは平面のミラー（１４８）と視認用スクリーン（１５０）とを有する。該視認用スクリーンはそれらを通して該画像が見られるデフューザとフレーネルレンズとを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は１９９８年１１月６日出願の米国仮出願番号第６０／１０７、４２６
号及び１９９９年６月４日出願の米国仮出願番号第６０／１３７，５５５号の特
典（benefit）を請求するものであり、上記両出願の全開示事項は引用によりこ
こに組み入れられる。
【０００２】
【発明の背景】
本発明はマイクロデイスプレー（microdisplay）からの情報を拡大フオーマッ
トで表示するデバイスに関する。マイクロデイスプレーがページャー、ビデオ及
びデジタルカメラ、セルラー電話、そしてカードリーダの様な手持ち式デバイス
（hand-held devices）に使用出来ることは認識されている。ユーザーは、彼等
の目が、該マイクロデイスプレー上の画像を拡大する光学システムを通して該マ
イクロデイスプレーを見るように、該システムを彼等の目に近付けて保持する。
小面積デイスプレーは、透過型又は反射型液晶デイスプレー、発光ダイオード｛
エルイーデー（LED）｝配列（array）デイスプレー、エレクトロルミネセント（
electroluminescent）デイスプレー、デジタルマイクロミラー（micro-mirror）
デイスプレーそして電界放射（field emission）デイスプレーを含む種々の技術
を使用して作ることが出来る。
【０００３】
【発明の概要】
電子式デイスプレーを有するデバイスから約５０．８（２インチ）、７６．２
ｍｍ（３インチ）より離した間隔でユーザーが見られる画像を有することが願い
である。本発明は、視認用表面光学要素（viewing surface optical elements）
への光路に沿うよう向けられた小面積デイスプレーから、遠距離で読画可能な拡
大画像を作る。
【０００４】 本発明の好ましい実施例は電子式デイスプレーと、例えば、ユーザーの腕の長
さ内で見るために画像を拡大する光学システムとを有するマイクロデイスプレー
ビューワー（microdisplay viewer）に関する。レンズは該マイクロデイスプレ
ー上に作られた画像を拡大する。ミラーは該レンズからの該拡大された画像を反
射する。好ましい実施例では、該デイスプレーは、少なくとも７５、０００画素
電極の配列と４００ｍｍ2より小さいアクチブな面積とを有するアクチブマトリ
ックス液晶デイスプレーである。光源は画素電極の配列を照明する。
【０００５】 好ましい実施例では、該手持ち式マイクロデイスプレーはカーブしたミラーと
デイスプレーデバイスとを備えているが該デイスプレーデバイスは該ミラーと該
デイスプレーとの間に位置付けられたレンズシステムを有している。該カーブし
たミラーは凹型ミラー、好ましくは球形ミラーとすることが出来て、それは該レ
ンズシステムからの光を反射し、該画像を視軸（viewing axis）に沿うよう向け
させる。
【０００６】 もう１つの好ましい実施例のビューワーは平面ミラーと視認用スクリーンとを
有する。好ましい実施例では、該スクリーンはフレーネルレンズ（Fresnel lens ）である。該レンズは光の該ユーザーの目への向き変え（redirection）を可能
にする。該視認用スクリーンはデイフューザー（diffuser）とフレーネルレンズ
とを有し、例えば、それらを通して該画像が見られる。該マイクロデイスプレー
の画像は該レンズシステムを通して該ミラーへそして該視認用スクリーンへ投射
される（projected）。
【０００７】 好ましい実施例では、該液晶デイスプレーを充たすよう該光源からの光を圧縮
するためそして該光の均一性を増加するために、該光源と該液晶との間に光パイ
プ（light pipe）が差し挟まれる。該光源は少なくとも１つの発光ダイオードで
ある。該デイスプレー内への集光を最大化するために該光パイプと該液晶デイス
プレーとの間にコンデンサーレンズが差し挟まれる。
【０００８】 該ビューワーの好ましい実施例は、”閉じた（closed）”又は貯蔵位置と”開
いた（open）”又は動作位置との間を手動で駆動され得る機械的組立体を含むこ
とが出来る。貯蔵位置では、該デイスプレーをユーザーは見ることは出来ないが
、しかしながら、該ビューワーはよりコンパクトな状態にあり、６００ｃｍ3よ
り少ししか占有せず、輸送又は貯蔵の容易さを提供する。動作位置では、該ビュ
ーワーハウジングは、該デイスプレーからの拡大された画像を見るために必要な
拡大光路を提供するよう開かれる。
【０００９】 該アクチブマトリックスデイスプレーは透過型又は反射型液晶デイスプレー、
又は小面積と充分な解像度とを有する他の電子式デイスプレーとすることが出来
る。
【００１０】
【詳細な説明】
図では、同様な番号が同様な要素を示すために使用される。図１は本発明の手
持ち式フリップアップマイクロデイスプレービューワー（hand-held flip-up mi crodisplay viewer）を示し、全体的に１０と引用される。
【００１１】 ビューワー１０はベース１２と蓋１４を有する。該蓋１４は開いた位置で示さ
れその中に制御パネル１６へのアクセスを可能にしておりそしてカーブしたミラ
ー１８を示している。該制御パネル１６は下記で説明する様に画像の選択と投射
（projecting）用である。
【００１２】 図２は開いた位置の該手持ち式ビューワー１０の側面断面図を示す。マイクロ
デイスプレー２２上の画像からレンズ２０を通りカーブしたミラー１８上に画像
が投射される。該マイクロデイスプレー２２はデイスプレー２４とバックライト
２６を有する。好ましい実施例ではマイクロデイスプレー２２はカラーシーケン
シャルデイスプレー（color sequential display）である。カラーシーケンシャ
ルマイクロデイスプレーは更に米国特許第５、６７３、０５９号で説明されてお
り、その全体の開示が引用によりここに組み入れられる。
【００１３】 画像ソース（image source）となる、マイクロデイスプレー２２は、該画像が
該ミラー１８上に投射されるように、カーブしたミラー１８に対して位置付けら
れる。好ましい実施例ではミラー１８は大きい半球形ミラー構造の凹型球形ミラ
ーセグメント（concave spherical mirror segment）である。ミラー１８はマイ
クロデイスプレー２２の上の前に或る予め決められた距離で静止して蓋１４によ
り保持される。該ミラー１８が充分にアルミニューム蒸着され、好ましくは該前
面であると、それは該レンズから受ける画像を拡大し、それを該ビューワーから
或る距離に配置されたユーザーの目２８に向かって反射する。該ユーザーの目２
８は略図の目２８により表される。
【００１４】 図３を参照すると、デイスプレー２４の断面図が示されている。該デイスプレ
ー２４は、間にある液晶材料３６により反対電極３４から隔てられた画素要素３
２を含むアクチブマトリックス部分３０を有している。各画素要素２８はトラン
ジスタ３８と画素電極４０とを有する。該アクチブマトリックス部分３０は、も
し該アクチブマトリックスが高輝度光を要する投射用に使用されならば該トラン
ジスタ｛テーエフテー（TFT）｝３８を保護するためにアルミニウム光遮蔽４２
を有する。該反対電極３４は半田バンプ（solder bumps）４４により回路の残り
に接続される。該マトリックス３０はこの実施例の１対のガラス基盤４８と１対
の偏光子５０とにより境を画されている。追加的な対のガラスプレート５２が該
アクチブマトリックス部分３０の外に配置されている。該ガラスプレート５２は
該偏光子５０からは隔てられている。該空間は絶縁層５４を規定する。該デイス
プレー２４はアクチブマトリックス３０を含む２ピースのケース５６と、該ガラ
スプレート５０とそして偏光子５２とを備えている。室温硬化（room temperatu re vulcanization）｛アールテーブイ（RTV）｝ゴム５８が該要素をケース内で
の適当な位置に保持するのに役立つ。
【００１５】 該液晶をより速く応答させるために、該反対電極と酸化物層との間の距離は該
プール（at the pools）で２．０マイクロメートルである。該２つの要素間の狭
い距離は、光を通すことを可能にするよう捻れねばならない（has to twist）少
ない液晶となる。しかしながら、該距離を狭くすることは該デイスプレーを充た
すことを難しくする或る液晶の粘度を含む追加的問題となる。従って、適当な液
晶の選択には液晶の特性の評価を要する。該マイクロデイスプレーは、”カラー
シーケンシャル照明を有するヘッドマウントデイスプレー装置（Head-Mounted D isplay Apparatus With Color Sequential Illumination）”の名称で米国出願
番号第０８／４１０、１２４号として１９９５年３月２３に出願され、１９９７
年９月３０日に発行された米国特許第５、６７３、０５９号、”携帯型マイクロ
デイスプレーシステム（Portable Microdisplay System）”の名称で１９９８年
９月１５日に出願された米国出願第０９／１５３，７４４号とそして”カラーシ
ーケンシャル反射型マイクロデイスプレー（Color Sequential Reflective Micr odisplay）”の名称で１９９７年１１月１０日に出願された米国出願第０８／９
６６、９８５号でより詳細に説明されており、それらは全体が引用によりここに
組み入れられる。
【００１６】 図４は光学的光線の線図を示す。説明の容易さのために、カーブしたミラー１
８は球形か放物線形か何れかである。対象（object）６２は該マイクロデイスプ
レー２２の液晶３６の面にあり、虚像（virtual image）６４は凹型ミラー１８
に反射され、ユーザーにより見られる対象（object）６２の画像である。
【００１７】 レンズ２０は該デイスプレー２２と該カーブしたミラー１８の間に差し挟まれ
る。該レンズ２０は該画像を逆転させ拡大するが、それは該マイクロデイスプレ
ー２２が該レンズ２０の焦点距離７４の外側にあるからである。カーブしたミラ
ー１８は該焦点距離の外側にある。
【００１８】 ミラー１８は光軸６８を有する。該光軸６８上の焦点７０はミラー１８の主焦
点であるが、例えば球形又は放物線型ミラーでは点７０は焦点距離に配置された
焦点である。光軸６８上の点７２は該光軸６８に沿い、ミラー面から点７０の２
倍の距離にある点である。
【００１９】 全ての凹型の球形ミラーは焦点と光軸とを有する。該焦点は常に該ミラーの前
部で或る距離でその軸上に配置される。凹型のミラーの表面に向けられた該光軸
に平行で該軸に近い光線はその焦点の近く又はその焦点で収斂する。該焦点と該
凹型のミラー間に置かれた如何なる対象も該焦点の後ろのどこかに立つ人が見る
と拡大されて見える。該対象が該焦点に近く配置される程より大きくそれは拡大
される。該凹型のミラーにより反射された対象はビューワーに対し恰もそれが該
ミラー自身の表面の後ろの何処かに配置された様に見える。この反射は通常虚像
と呼ばれる。
【００２０】 標準的な光線追跡法（standard ray tracing）技術は、レンズ２０を通して投
影される、対象６２が凹型ミラー１８から焦点７０より遠く離れて、かつ、凹型
ミラー１８に対し点７２より近くに配置されると、最終虚像６４は拡大画像とな
ることを示す。かくして、本発明の１側面に依ると、対象６２は虚像６４として
現れるよう望まれる画像に対し逆転される。
【００２１】 該マイクロデイスプレー２２が凹型ミラー１８の光軸６８の下にあると、該虚
像６４は該光軸６８の上に見られる。
【００２２】 上記説明では、凹型ミラー１８は平面の焦点面を有するが、それは球形か放物
線形のミラーであるからで、球形又は放物線形のミラーと異なる凹型ミラーを使
用する本発明の実施例は、該ミラーの形状のため平面でない焦点面となることは
、当業者の認識するところである。この様な凹型ミラーの使用が望ましい。
【００２３】 好ましい実施例では、該マイクロデイスプレー２２は４８０×６４０の画素と
約９．６５ｍｍ（約０．３８インチ）の対角線長さとを有するブイジーエイ（VG A）である。好ましい実施例のレンズ２２は下記に説明するそれと同様なレンズ
システムである。該ミラー１８は長さ約７６．２ｍｍ（３インチ）×高さ約５０
．８（２インチ）であり、約３０４．８ｍｍ（約１２インチ）の曲率半径を有す
る。該ミラーは、該光軸上で約１５２．４ｍｍ（６インチ）のところに焦点を有
し、約１２５．４ｍｍ（６インチ）だけ該マイクロデイスプレーから隔たってい
る。該レンズシステムは該マイクロデイスプレーと該ミラーとの間に差し挟まれ
、該マイクロデイスプレーから約６．３５ｍｍ（約０．２５インチ）にある。こ
の構成では、該ミラーから約２０３．２ｍｍ（８インチ）のところに目のある人
は約７６．２×１０１．６ｍｍ（３×４インチ）の虚像を見るが、それはその人
からは約５０８ｍｍ（２０インチ）のところにある様に見える。好ましい実施例
では、該スクリーンは正常な視認に対しては２０−６０フートランベルト（foot -lambert）の輝度（intensity）を有する。該輝度は夜間視認用には減じられる
。
【００２４】 図５は閉じた位置の該手持ち式ビューワー１０の側面図を示す。この閉じた位
置の該ビューワーはユーザーが該ビューワーをポケットの中に入れられる様な寸
法である。好ましい実施例では、該ビューワーは閉じた位置で概略約８８．９ｍ
ｍ×約８８．９ｍｍ×厚さ約２５．４ｍｍ（３．５インチ×３．５インチ×厚さ
１インチ）の寸法を有する。
【００２５】 幾つかの実施例ではブイジーエイ（VGA）のカラーシーケンシャルマイクロデ
イスプレーが好ましいが、他の実施例ではキューブイジーエイ（QVGA）のグレー
スケール（gray scale）のマイクロデイスプレーが好ましい。該キューブイジー
エイは２４０×３２０の画素と約６．０９６ｍｍ（約０．２４インチ）の対角線
長さを有する。該グレースケールデイスプレー用バックライト（backlight）は
日亜化学産業（NICHIA Chemical Industries）により市販されているＮＳＰＷ５
００ＢＳ高電力白色発光ダイオードの様な、単色発光ダイオードである。
【００２６】 図６Ａ−６Ｃはセルラー電話（cellular telephone）１００に接続された該手
持ち式ビューワー１０を示す。図６Ａは英数字デイスプレー（alphanumeric dis play）１０２、キーパッド１０４，スピーカ１０６、そしてマイクロフオン１０
８を有するセルラー電話１００の斜視図である。加えて、該セルラー電話１００
は従来のセルラー電話１００の多くで見られる様にキーパッド１０４をカバーす
るフリップ蓋（flip-lid）１１０を有する。更に、好ましい実施例の、該セルラ
ー電話１００は該ハウジング１１４の左側にスクロールスイッチ（scroll switc h）１１２を有する。該スクロールスイッチ１１２は好ましい実施例の英数字ス
クリーン１０２上の又は英数字スクリーン１０２の上に配置されたマイクロデイ
スプレー１１６上の情報を選択するために使用出来る。マイクロデイスプレー１
１６上の情報は、特定のセルラー電話１００の作動に依って追加のキーパッド１
１８又は従来のキーパッド１０４を使用して同様にアクセス出来る。
【００２７】 図６Ｂはキーパッドをカバーするフリップ蓋１１０を有するセルラー電話１０
０の前部を示す。閉じた位置の該フリップカバーを有する好ましい実施例では、
該ユーザーは彼等が該マイクロデイスプレー１１６を見ることが出来るように該
ユーザーの顔から離して該セルラー電話１００を保持出来る。該電話は、該スピ
ーカ１０６と該マイクロフオン１０８とが同時にはオンにならず、それでフイー
ドバックを避けるように半２重モード（half-duplex mode）に置かれる。該ユー
ザーはそれらがこのモードに置かれる距離から該スピーカ１０６を聞き、該セル
ラー電話のコール（call）の他端のパーテイ（party）と会話することが出来る
。図６Ａに見られるスクロールスイッチ１１２及び又は該キーパッド１１８は該
英数字デイスプレー１０２か又は該マイクロデイスプレー１１６か何れか上の画
像を制御及び選択するようプログラム可能である。
【００２８】 代替えの実施例では、該エアーピース（earpiece）１０６は、該ユーザーが該
ユーザーの耳の中又は耳の近くに該スピーカ１０６を置くように該セルラー電話
１００のハウジング１１４から取り外し可能である。該マイクロフオン１０８は
、該セルラー電話１００が該ユーザーから隔てられた距離、約０．３０５ｍ（約
１フート）から会話をピックアップ出来る。
【００２９】 図６Ａ−６Ｂを参照すると、該手持ち式ビューワー１０はワイヤドリンク（wi red link）８０により該セルラー電話１００に接続されている。該手持ち式ビュ
ーワー１０は該マイクロデイスプレー１１６内で見られると同じデータを表示出
来る。該制御パネル１６は該セルラー電話１００の該マイクロデイスプレー１１
６又は該ビューワー１０のマイクロデイスプレー２２の機能を制御出来る。バッ
テリーハウジングはビューワー１０の底部上のパネルを通してアクセス出来る。
【００３０】 図６Ｃは該セルラー電話１００の背部を示す。該スピーカハウジング１０６は
該背面図で見られる。該セルラー電話１００はカメラ１２２を有する。該カメラ
１２２により取られた電子式画像（electronic images）は該セルラー電話１０
０により送信出来る。図６Ａと６Ｂで見られる様に該マイクロデイスプレー１１
６は該カメラ要素１２２用に使用される。記録された該画像は”シャッター（sh utter）”ボタンを使用して選択される。加えて、該セルラー電話１００はバッ
テリーパック１２４を有する。好ましい実施例では該バッテリーパック１２４は
容易な取り扱いのために１連のリブ（ribs）１２６を有する。
【００３１】 手持ち式ビューワー１０が接続される追加デバイスは本発明の背景の中で前に
説明されそして”カラーシーケンシャル反射型マイクロデイスプレー（Color Se quential Reflective Microdisplay）”の名称で１９９７年１１月１０日に出願
された米国出願第０８／９６６、９８５号と、”携帯型マイクロデイスプレーシ
ステム（Portable Microdisplay System）”の名称で１９９８年９月１５日に出
願された米国出願第０９／１５３，７４４号とで説明されているが、これら両出
願はその全体が引用によりここに組み入れられる。
【００３２】 図７を参照すると、ビューワー１４０の代替えの実施例が示されている。該ビ
ューワー１４０はマイクロデイスプレー２２，レンズシステム１４２，ミラー１
４８、そしてスクリーン１５０を有する。図１に示す実施例と同様に、該ビュー
ワーは開くようにフリップされている。該スクリーン１５０は該ミラー１４８か
ら該スクリーン１５０を隔てるよう上方にフリップされる。該ビューワーは、該
マイクロデイスプレー２２と通して投射され、該ミラー１４９へ投射される光を
集めるためにレンズシステム１４２内の複数のレンズを使用する。加えて、該ミ
ラー１４８は、前の実施例のカーブしたミラーと対照的に、この実施例では平面
である。
【００３３】 該マイクロデイスプレー２２はデイスプレー２４とバックライト２６を有する
。該ビューワー１４０は該マイクロデイスプレー用制御回路を有する回路基板１
５２を有する。該ビューワー１４０は３つの”エイエイ（AA）”バッテリーの様
な電源１５４を有する。該デイスプレー用画像は入力ジャック１５６で該ビュー
ワー１４０により受信されるが、該入力ジャックはアールジービー（RGB）、コ
ンポジット（composite）、又は他の信号を入力するためのアールシーエイジャ
ック（RCA jack）又は他の形式の入力アールジービー部品（input RGB componen t）とすることが出来る。該ビューワー１４０用制御パネル１５８は多くの制御
部品（controls）を有することが出来るか又は簡単なオン／オフスイッチともし
かすると該バックライト２６の輝度を変更するための輝度ポテンショメータ（in tensity potentiometer）とすることが出来る。
【００３４】 該レンズシステム１４２は液晶デイスプレーであり得る該マイクロデイスプレ
ー２２を拡大し、そして人が高画質画像を見ることが出来るように該画像を該ス
クリーン１５０上に投射するため使用される。該レンズシステム１４２は、全表
示面積に亘り、非常に少ない歪みで、該マイクロデイスプレー２２上の個別画素
を解像することが出来るべきである。又該レンズシステム１４２のｆ数（f-numb er）は該デイスプレー２２を離れる（leaving）光の全円錐角（full cone angle ）を集めるのに充分な程小さくあるべきである。
【００３５】 約３８１ｍｍ（約１５インチ）のマイクロデイスプレー視認距離では、目は１
５０マイクロメートルの桁で特徴を解像出来る。従って、該レンズシステム１４
２は、該デイスプレーの能力を充分利用するために、該マイクロデイスプレー２
２の画素を少なくとも１５０マイクロメートルまで拡大すべきである。１５マイ
クロメートルの画素を有するデイスプレー２２用に少なくとも１０の拡大率は必
要である。１０の拡大率で、該レンズシステム１４２と該視認用スクリーン１５
０との間の距離は該レンズシステム１４２の焦点距離の約１０倍である。該ビュ
ーワー１０を出来るだけコンパクトにするために、該レンズシステム１４２の焦
点距離は出来るだけ短くすべきである。実際に該焦点距離を如何に短く出来るか
の限界は通常画像内の受容出来る歪みの量により決定される。
【００３６】 受容出来る画像形成要求を充たすことが出来るレンズシステム１４２用の典型
的焦点距離は約７ｍｍである。これは、該レンズシステム１４２と該視認用スク
リーン１８との間の典型的距離が約７６．２ｍｍ（約３インチ）で、該スクリー
ン１５０自体の対角線が約７６．２ｍｍ（約３インチ）であることを意味する。
【００３７】 該レンズシステム１４２とスクリーン１５０との間の該距離は人がモバイル応
用（mobile application）のために望むよりも大きい。従って、該マイクロビュ
ーワー１０は、使用時は該レンズシステム１４２から引き延ばされ、不使用時は
引き込められ得る折り畳み可能なスクリーン（collapsible screen）１５０を有
するよう設計されることも可能である。
【００３８】 好ましい実施例では、該ミラー１４８は４０と５０ミリメートルの間の距離だ
け該マイクロデイスプレー２２から隔てられる。該ミラー１４８は、該マイクロ
デイスプレー１４３と該レンズシステムの中心とを通って延びる軸線に対し約６
８度に角度付けられる。該レンズシステム１４２により形成される画像はスクリ
ーン１５０上に投射される。このスクリーン１５０は直接見ることが出来るか又
は更に画像拡大を提供するために該スクリーン１５０と視認者（viewer）との間
に追加の光学的要素（凹型ミラー、凸レンズ、又はフレーネルレンズ）を置くこ
とが出来る。該スクリーン１５０の目的は、好ましい実施例では、視認者の目（
viewer's eyes）に出来る最大量の光を供給することであるが、該視認者の目に
対し該スクリーンの位置付けでの幾らかの許容度（some latitude）を見越しい
る。
【００３９】 スクリーン１５０は２つの機能を実行出来る。第１の機能は各画像点からの光
の円錐（cone of light from each image point）を特定の方向に向きを変える
ことを含んでいる。最適な光の利用のために、該スクリーン上の各画像点からの
光は視認者の目の１つの方へ向けられるべきであり、それは、好ましい実施例で
は、フレーネルレンズを使用して達成出来る。図８で図解される様に、フレーネ
ルレンズ２０４は、デイスプレー２４の近くの、レンズシステム１４２と視認者
２０６との間に配置され得る。画像面に配置されたフレーネルレンズ２０４は何
等拡大作用を導入せずに唯光の光線を視認者の方へ向け直すだけである。該フレ
ーネルレンズ２０４は丁度該画像面にある必要はないが、出来るだけ該画像面に
近くあるべきである。
【００４０】 該フレーネルレンズ２０４の最適な焦点距離、ＦSは下式で与えられるが、 １／ＦS＝１／ｄS＋１／ｄV ここでｄSは該投射レンズと該画像スクリーンの間の距離であり、ｄVは該画像ス
クリーンと該視認者の目の間の距離である。
【００４１】 最適フレーネルレンズ２０４を該画像面に置くことは視認者の目２０６の１つ
に入射する光の量を最大化する。しかしながら、該目に対する該デバイスの位置
付けには非常に小さな許容度しかなくて、双眼の視認者として該デバイスを使用
することを妨げる。従って、該スクリーンが果たすことが出来る第２の機能は、
全ての画像点からの光が望ましい”視認用窓（viewing window）”内に適当に分
布されるように制御された仕方で光を外へ拡げることを含んでいる。該”視認用
窓”は人がその脇に目２０６を置いて全体の画像を見ることが出来る該デバイス
の前の位置である。この光を拡げることは該画像面内にデフューザ４０８を置く
ことにより達成出来る。フレーネルレンズ２０４と異なり、該デフューザ２０８
は該画像面内に置かれねばならない。もし該デフューザ２０８が該画像面内にな
いと、該画像の忠実度は深刻に劣化される可能性がある。
【００４２】 スクリーン１５０は、好ましい実施例では、図９に示す、フレーネルレンズ２
０４とデフューザ２０８との組み合わせである。該フレーネルレンズ２０４は、
好ましい実施例では、ミラーを経由した該フレーネルレンズ２０４から該レンズ
システム１４２までの線形距離と等しい焦点距離を有する。約２５．４ｍｍ（１
インチ）当たり１００の溝（grooves）があり、該フレーネルレンズ２０４は約
１．５２４ｍｍ（０．０６インチ）の厚さを有する。最適なデフューザ２０８は
各画像点からの光を指定された角度範囲内へ均一に拡げる。例えば、もし人が双
眼の視認を望むならば、該”視認用窓”寸法は約１５２．４ｍｍ×３８．１ｍｍ
（約６インチ×１．５インチ）であるべきである。約３５５．６ｍｍ（約１４イ
ンチ）の快適な視認距離で、各画像点からの光の必要な角度的広がり（the requ ired angular spread of the light from each image point）は３０×５度であ
るべきである。フイジカルオプチックス社（Physical Optics Corporation）か
ら販売される様な、デフューザ２０８は垂直に５度、水平に３０度の楕円型視野
を有する。該デフューザ２０８は該フレーネルレンズ２０４に隣接して位置付け
られ、該フレーネルレンズ２０４と該ミラーとの間に差し挟まれる。該スクリー
ンは該光を拡散するために該フレーネルレンズ２０４と該デフューザ２０８との
組み合わせの代わりに回折又はホログラフ素子（diffractive, or holographic elements）を有することが出来ることは認識されている。各画像点からの光を、
該光が光の２つの円錐に分割され、各１つが異なる目に向けられるように、拡散
することも可能である。好ましい実施例では、該レンズシステム１４２は６．０
の焦点距離及び１．８のＦストップ（F-stop）及び６７度より大きい視野角を有
する。レンズシステム１４２の第１要素は該マイクロデイスプレーから約６．３
５ｍｍ（約０．２５インチ）に位置付けられる。
【００４３】 フレーネルレンズ２０４部品とデフューザ２０８部品とから成る該スクリーン
１５０は種々の方法で作ることが出来る。該２つの部品２０４，２０８は別々の
素子とすることが出来て、同じ基盤の異なる側にあるか又は１つの基盤の同じ側
にあることが出来る。好ましい実施例では、該スクリーン１５０はプラスチック
製で、例えば、インジェクションモールデイングの様な工程で容易に製造される
１つの基盤とすることが出来る。
【００４４】 マイクロデイスプレービューワーの利点の１つは電力要求が最小であることで
ある。該ユニットは３つの”エイエイ（AA）”バッテリーにより駆動出来る。１
つの発光ダイオード（LED）を有するキューブイジーエイ（QVGA）グレースケー
ルマイクロデイスプレーと該デイスプレーに付随する回路は約１００ミリワット
以下を流す。該マイクロデイスプレー用回路は更に”カラーシーケンシャル反射
型マイクロデイスプレー（Color Sequential Reflective Microdisplay）”の名
称で１９９７年１１月１０日に出願された米国出願第０８／９６６、９８５号と
、”携帯型マイクロデイスプレーシステム（Portable Microdisplay System）”
の名称で１９９８年９月１５日に出願された米国出願第０９／１５３，７４４号
とで説明されているが、これら両出願はその全体で引用によりここに組み入れら
れる。
【００４５】 図１０を参照すると、図７のマイクロビューワー１４０の斜視図が示されてい
る。このマイクロビューワーはマイクロデイスプレー２２，レンズシステム１４
２，ミラー１４８，そして視認用スクリーン１５０を有することが出来る。光線
線図は該マイクロデイスプレー２２から該視認用スクリーン１５０へ投射されつ
つある画像を示す。この実施例では、投射される画像はマイクロデイスプレーの
それから逆転されないので、視認用スクリーン１５０上で見られる画像はマイク
ロデイスプレー上で見られるそれと同一である。
【００４６】 上記説明の種々のユニットにプラグを差し込まれる（plugged）別ユニットを
得るのに加えて、該ビューワーは図１１Ａに示すセルラー電話２００の様なデバ
イスに組み入れられてもよい。セルラー電話２００の部分は該マイクロデイスプ
レー２２，レンズシステム１４２，フラットミラー１４８，そして視認用スクリ
ーン１５０を示すよう切り欠かれている。該セルラー電話２００はキーパッドに
アクセスするためにフリップカバー２１０を有する。スクリーン１５０はミラー
１４８から離れ外側へフリップする。ユーザーは目から上腕の長さの様な距離で
該スクリーン上に投射された画像を見ることが出来る。該実施例は上方へフリッ
プするスクリーンを示すが、該ミラーと該ハウジングの部分をスクリーンから下
方へ離れるよう回転させることが望ましいかも知れない。
【００４７】 幾つかの実施例では、虚像を有するそれらの実施例に最も似て、ミラーをフリ
ップさせ、拡大用レンズでマイクロデイスプレーを直接見ることを可能にするこ
とが考えられる。図１１Ｂは直接視認スクリーン２４８を示す。
【００４８】 該ビューワーがページャーの様な他の無線デバイス又はデジタルカメラ、カー
ドリーダ、そしてデーブイデープレイヤー（DVD player）の様な他のデバイス上
で使用出来ることが認識される。デーブイデープレイヤー２５０はフリップスク
リーン２５２及びマイクロデイスプレー２２を有して図１２で図解されている。
該側面図はマイクロデイスプレー２２がデーブイデーデイスクレセプタクル（DV D disk receptacle）２５６に隣接して配置されていることを示す。画像はミラ
ー１４８に投射されそこで該画像は開いている時該デーブイデーの上に配置され
るスクリーン２５２へ向きを変えられる。レンズシステム１４２はマイクロデイ
スプレー２２とミラー１４８の間に差し挟まれる。該マイクロデイスプレー２２
とミラー１４８とは、前（図１０の左側）から後ろ（図１０の後ろ側）へ走る中
心軸線に沿うよう配置される。該マイクロデイスプレー２２は該デーブイデープ
レイヤーの隅に配置され得る。該レンズと該スクリーンとは非対称投射について
修正する必要がある。
【００４９】 図１３は開いた位置での代替えのビューワー３１０の部品の側面図を示す。カ
ーブしたミラー３１８はマイクロデイスプレー２２の側のレンズシステム１４２
を通してその上に投射された画像を有する。該マイクロデイスプレー２２はデイ
スプレー２４とバックライト２６とを有する。前の実施例と対照的に、該ビュー
ワー３１０は加えて、レンズシステム１４２とカーブしたミラー３１８との間の
画像通路上に差し挟まれた平らなミラー｛フオールドミラー（fold mirror）｝
１４８を有する。加えて、図９に関連して上記で論じた様な、フレーネルレンズ
とデフューザとを有するスクリーン３３４が該レンズシステム１４４と該ミラー
３１８との間に差し挟まれている。該スクリーンは画素を円錐形に散乱させる。
見られる虚像はマイクロデイスプレーのでなく該スクリーン３３４のものである
。
【００５０】 画像ソースとなる、該マイクロデイスプレー２２は該レンズシステム１４２，
平面ミラー１４８そして該スクリーン３３４によりカーブしたミラー３１８に向
けられる。好ましい実施例では、該カーブしたミラー３１８はより大きい半球形
ミラー構造体（larger hemispherical mirror structure）の凹型球形ミラーセ
グメント（concave spherical mirror segment）である。該ミラー３１８はマイ
クロデイスプレー２２の上で、かつ、前に或る予め決められた距離に静止するよ
う保持される。該ミラー３１８が、好ましくは背面が、充分にアルミニウム蒸着
されると、それは該レンズから受けた画像を拡大し、それを該ビューワーから或
る距離に配置されたユーザーの目３２８の方へ反射する。該ユーザーの目３２８
は略図の目３２８により表される。
【００５１】 好ましい実施例では、マイクロデイスプレー１０用に光源が必要とされる。該
光源は電力を光に変換するのに効率的であるべきで、高い放射輝度（high radia nce）も有すべきである。好ましい実施例では、高い放射輝度ソース（high radi ance source）が要求されるのは液晶デイスプレーの小さなアクチブ面積と画像
を拡大するために投射レンズが使用される事実とからである。
【００５２】 上記要求を最も良く充たすソース（source）は高い明るさ（high brightness
）の発光ダイオードである。高い明るさの発光ダイオードは現在種々の会社｛ヒ
ューレットパッカード、ニチア、パナソニック他（Hewlett-Packard, Nichia, P anasonic, et.al.）｝で製造され、赤、緑、青、そして白色の光で入手可能であ
る。
【００５３】 これらの発光ダイオードからの光は約１５度の角度発散（angular divergence ）を有する５ｍｍ直径（面積＝２０ｍｍ2）の円形アパーチャから放射される。
１５マイクロメートルの画素を有する３２０×２４０の液晶デイスプレーは約１
１ｍｍ2のアクチブ面積を有する。明るさの保存則（conservation of brightnes s）は、もし該発光ダイオードからの光が液晶デイスプレーのアクチブ面積内に
圧縮される（係数２）ならば、該デイスプレーを離れる光の角度発散は２の係数
で増大することを求める。かくして、該発光ダイオードからの光を全て該液晶デ
イスプレー内へ移すためには、該デイスプレーを離れる光の角度発散は倍となり
約３０度になる。投射レンズはこの３０度円錐角度の光を集めることが出来なけ
ればならず、それには該投射レンズが１．８以下のｆ数を有することを要する。
もし該投射レンズの該ｆ数が１．８より大きいならば、該発光ダイオードソース
（LED source）からの光の幾らかは浪費される。もし該デイスプレーの画素がよ
り大きいならば、該投射レンズはより大きいｆ数で該光の全部を集めることにな
る。
【００５４】 光源のもう１つの好ましい実施例では、液晶デイスプレーの面での照度（illu mination）が出来るだけ均一であるべきである。該液晶デイスプレー面積を充た
すために該発光ダイオードからの光を圧縮し、そして該照度を均一にする２つの
機能は図１４に図解される光パイプ（light pipe）３５０で最も良く達成される
。該光パイプ３５０は反射する内面を用いて中空にされるか又はガラス又はプラ
スチックの様な固体透明材料で作ることが可能である。好ましい実施例では、光
パイプ３５０は透明なプラスチック製である。該光パイプ３５０は第１の、又は
入力の端部３５２と第２の又は出力の端部３５４とを持つ。該光パイプ３５０の
第２端部３５４は液晶デイスプレーのアクチブ面積のそれらと同じ長方形寸法３
６２，３６４を有することが出来る。該光パイプ３５０のこの端部３５２は該液
晶面と隣接することが出来る。該光パイプ３５０の第１端部３５２は該発光ダイ
オード（又は複数の発光ダイオード）から放射される光の全部を捕らえるに丁度
充分な程大きい長方形寸法３５６、３５８を有することが出来る。該光パイプ３
５０は該光パイプの液晶側での照度が望ましい均一性を有するように選ばれた該
光パイプ３５０の長さ３６４を有する台形を備えることが出来る。該光パイプ３
５０が長い程、該照度は均一になる。好ましい実施例では、長さ３６４は約３８
．１ｍｍ（約１．５インチ）である。
【００５５】 もう１つの実施例では、該光源はコンパクトであるべきである。該光パイプの
好ましい長さはモバイル応用のためには充分にコンパクトではない。該光パイプ
の長さと最終画像均一性との間の妥協がなされる。又、画像明るさの減少を犠牲
にして画像均一性を達成するために光パイプの代わりにレンズ配列構造（lens a rray structure）とデフューザが使用され得る。
【００５６】 光の円錐は該光パイプの出力子面上の各点を、該出力子面に直角な該光の円錐
の軸線を有しつつ、離れる（A cone of light leaves each point on the outpu t facet of the light pipe with the axis of the cone of light perpendicul ar to the output facet ）。投射レンズとしての使用に好適な大抵のレンズは
、該レンズに入る光の円錐用に最適な軸線が液晶デイスプレー上の位置の関数と
なるように設計される。従って、光パイプ照明器（light pipe illuminator）を
有するこれらのレンズの１つを使用することは該画像の輪郭ぼかし（vignetting ）、縁の近くでの光輝度（light intensity）の減少、そして入射光の不足利用
（under utilization）となる。この事情は該液晶デイスプレーと該光パイプ出
力子面との間に適当な焦点距離の単一素子レンズ（single element lens）をサ
ンドウイッチにすることにより修正出来る。この”コンデンサー（condenser）
”レンズ３７４は該液晶デイスプレーと該投射レンズ瞳位置（projection lense s pupil location）との間の距離に等しい焦点距離を有すべきである。
【００５７】 もしマイクロビューワー１０が単色（monochrome）であるなら、ソースとして
使用出来る発光ダイオードの構成が２つあり得る。最も簡単な構成は図１５に示
す１つの白色発光ダイオード３６６だけである。該白色発光ダイオードの出力子
面は光パイプ３５０の入力端部３５２と接する。この実施例の光パイプ３５０の
入力端部３５２は約６×６ｍｍであるべきである。光パイプ３５０の出力端部３
５４はコンデンサーレンズ３７４に接することが出来る。
【００５８】 第２の構成は、図１６に示す様に、光源として３つの発光ダイオード、１つの
赤３６８，１つの緑３７０，１つの青３７２、を使用することである。もし全て
の３つの発光ダイオードが同時にフラッシュ（flash）すれば、白色光が作られ
る。該３つの発光ダイオードは並べて置かれるか、又は該光パイプ３５０の入力
側３５２と共に近接して包まれ（packed）、該発光ダイオードの３つの全部から
の光を受け入れるよう構成される。もう１つの可能性は、図１７に示す様に、２
つの２色性フイルターを用いて異なるカラーの発光ダイオードからの光を最初に
組み合わせるので、全ての３つのカラーが重畳され、同じ方向に進む方法である
。該組み合わされた光は次いで光パイプ３５０に入る。白色を作るために３つの
異なるカラーの発光ダイオードを使用することの１つの利点は２つの２色性フイ
ルターで該３つのカラー発光ダイオードの光がより明るい光を作るよう整合され
得ることである。
【００５９】 該並べる又は近接して包まれる構成は簡単で低廉である利点を有するが、該液
晶デイスプレーを出る光の角度発散が増加すると云う事実を蒙るので、投射レン
ズは該光の全てを受容しないかも知れない。図１７に示す、２色性フイルターの
方策は受容角度増加の問題を蒙らないが、その効率は２色性フイルター３７６の
透過特性に依る。図１８に示す様に、上記２つの方策の組み合わせも代替えの実
施例では使用出来て、そこではカラー３７０，３７２の２つが最初に２色性フイ
ルター３７６と組み合わされ、次いで該２つの組み合わされたカラーからの出力
が第３のカラー発光ダイオード３６８と並べて置かれる。この方策は最初の２つ
の方策間の妥協としての利点と欠点とを有する。
【００６０】 ３つの別々の発光ダイオードを使用する上記全ての実施例はそれらがカラー画
像を作るためにタイムシーケンシャル（time sequential）のカラー液晶デイス
プレーと共に使用することも出来る利点を有する。異なる発光ダイオードは、該
液晶デイスプレーと同期して異なるカラーがオン、オフされるよう、パルス駆動
されたソース（sources）で簡単にアドレス（address）される。カラーシーケン
シャルは更に”カラーシーケンシャルデイスプレーパネル（Color Sequential D isplay Panels）”の名称で１９９７年９月２６日出願された米国出願第０８／
９３８，６９３号、”カラーシーケンシャル反射型マイクロデイスプレー（Colo r Sequential Reflective Microdisplay）”の名称で１９９７年１１月１０日に
出願された米国出願第０８／９６６、９８５号、そして”携帯型マイクロデイス
プレーシステム（Portable Microdisplay System）”の名称で１９９９年５月１
０日に出願された米国出願第０９／３０９，１５５号で説明されているが、これ
ら全部は引用によりここに組み入れられる。
【００６１】 図１９を参照すると、ビューワー３８０の代替えの実施例が示されている。ビ
ューワー３８０は図７のビューワー１４０と類似しており、レンズシステム１４
２，ミラー１４８、そしてスクリーン１５０を有する。該スクリーン１５０は該
スクリーン１５０をミラー１４８から隔てるために上方へフリップする。図７の
ビューワー１４０と対照的に、該ビューワー３８０は下記で説明する様に反射型
マイクロデイスプレー３８２を有する。該ビューワーは、下記で説明する様に、
該マイクロデイスプレー３８２により反射されミラー１４８に投射される光を集
めるためにレンズシステム１４２の中で複数のレンズを使用する。
【００６２】 該ビューワー３８０は該マイクロデイスプレー用の制御回路を有する回路基板
１５２を備えている。該ビューワー３８０は３つの”エイエイ（AA）”バッテリ
ーの様な、電源１５４を有する。該デイスプレー用画像は入力ジャック１５６で
該ビューワーにより受けられるが、該入力ジャックはアールシーエイ（RCA）ジ
ャックか又はアールジービー（RGB）、コンポジット（composite）、又は他の信
号を入力するための他の形式の入力アールジービー部品とすることが出来る。該
ビューワー３８０用制御パネル１５８は多くの制御部品を有することが出来るか
又は簡単なオン／オフスイッチともしかするとバックライト２６の輝度変更用の
輝度ポテンショメータとにすることが出来る。
【００６３】 反射型マイクロデイスプレー３８２はアクチブマトリックス液晶デイスプレー
３８４と２色性プリズム３８６とを有する。該２色性プリズム３８６は該マイク
ロデイスプレー３８２のアクチブマトリックス液晶デイスプレー３８４とレンズ
システム１４２との間に差し挟まれる。光源ハウジング３８８はビューワー３８
０内に収容される。該光源ハウジング３８８は複数の発光ダイオード｛エルイー
デーエス（LEDs）｝３９０を有する。該複数の発光ダイオード３９０はセル（ce ll）内に配置される。１対の２色性ミラー３９２と３９４とが、各カラー光源か
らの望ましい光を共通の軸線に沿って該プリズム３８６の方へ向けるために該照
明用ハウジング３８８内に配置される。
【００６４】 複数の発光ダイオード３９０からの光は該プリズム３８６によりアクチブマト
リックス３８４の液晶の方へ向けられる。アクチブマトリックス３８４の画素電
極により後ろへ反射された光はプリズム３８６を通りレンズシステム１４２の方
へ進む。透過型デイスプレーに於ける様に、発光ダイオードはシーケンシャルに
フラッシュされることが可能である。反射型マイクロデイスプレーが他の実施例
で使用され得ることが認識される。
【００６５】 本発明が特にその好ましい実施例を参照して示され、説明されたが、付属する
請求項で規定された本発明の精神と範囲から離れることなく形式と詳細で種々の
変更が中でなされ得ることは当業者には理解されるところである。
【００６６】 本発明の上記及び他の目的、特徴そして利点は付属する図面で図解される様に
、本発明の好ましい実施例のより特定的な説明から明らかとなるが、該図面では
種々の図面を通して同様な引用文字が同じ部品を引用している。該図面は必ずし
も尺度が合わせられておらず、代わりに本発明の原理を図解することに力点が置
かれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 開いた位置の本発明の手持ち式ビューワーの斜視図である。
【図２】 開いた位置の該手持ち式ビューワーの側面断面図である。
【図３】 そのハウジング内の該デイスプレーの拡大断面図である。
【図４】 光線の線図である。
【図５】 閉じた位置の該手持ち式ビューワーの側面図である。
【図６Ａ−６Ｃ】 図１−３の手持ち式ビューワーを有するデイスプレー電話（display telephon e）を図解している。
【図７】 代替えのビューワーの側面断面図である。
【図８】 フレーネルレンズを有するビューワーを図解している。
【図９】 フレーネルレンズとデイフューザーを有するビューワーを図解している。
【図１０】 該ビューワーの斜視図である。
【図１１Ａ】 開いた位置のビューワーを示すために切り欠き部分を有する無線電話の側面図
である。
【図１１Ｂ】 ビューワーを有する無線電話の斜視図である。
【図１２】 フリップアップ（flip-up）ビューワーを有するデーブイデープレイヤー（DVD ）の側面図である。
【図１３】 代替えのビューワーの側面断面図である。
【図１４】 光パイプを示す。
【図１５】 マイクロビューワー用の白色発光ダイオード（LED）光源を図解している。
【図１６】 マイクロビューワー用カラー発光ダイオード（LED）光源の実施例を図解して
いる。
【図１７】 ３つの発光ダイオード光源の代替えの実施例を示す。
【図１８】 ３つの発光ダイオード光源の代替えの実施例を示す。
【図１９】 反射型デイスプレーを有する代替えのビューワーの側面断面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｄ Ｅ Ｈ０４Ｎ 5/64 ５１１ Ｈ０４Ｎ 5/64 ５１１Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ゲイル，ロナルド・ピー アメリカ合衆国マサチユセツツ州02067シ ヤロン・オールドウオロモロポアグロード １ (72)発明者 スワンソン，ゲイリー・ジエイ アメリカ合衆国マサチユセツツ州02421レ キシントン・ホルトンロード４ Ｆターム(参考） 2H088 EA10 HA12 HA21 HA23 HA24 HA27 HA28 MA20 2H091 FA02Z FA14Z FA26X FA41Z FA45Z FC02 LA11 LA30 MA02 MA07 5G435 AA01 BB12 BB17 CC09 DD02 DD06 DD09 GG02 LL13

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デイスプレービューワーに於いて、 ４００ｍｍ2より小さい面積を有する画素電極の配列を備える電子式デイスプ
    レーと、 該デイスプレー上の画像を拡大するレンズと、そして 視認用表面光学要素とを具備することを特徴とするデイスプレービューワー。
  2. 【請求項２】 請求項１のデイスプレービューワーに於いて、該電子式デイ
    スプレーはアクチブマトリックスデイスプレーでありそして更に該画素電極の配
    列を照明する光源を備えることを特徴とするデイスプレービューワー。
  3. 【請求項３】 請求項２のデイスプレービューワーに於いて、該マイクロデ
    イスプレーが更に該光源と該液晶デイスプレーとの間に光パイプを備えることを
    特徴とするデイスプレービューワー。
  4. 【請求項４】 請求項３のデイスプレービューワーに於いて、該マイクロデ
    イスプレーが更に該光パイプと該液晶デイスプレーとの間にコンデンサーレンズ
    を備えることを特徴とするデイスプレービューワー。
  5. 【請求項５】 請求項２のデイスプレービューワーに於いて、該光源が少な
    くとも１つの発光ダイオードを有することを特徴とするデイスプレービューワー
    。
  6. 【請求項６】 請求項２のデイスプレービューワーに於いて、該光源が更に
    少なくとも１つの２色性フイルターを有することを特徴とするデイスプレービュ
    ーワー。
  7. 【請求項７】 請求項１のデイスプレービューワーに於いて、該ミラーがカ
    ーブしていることを特徴とするデイスプレービューワー。
  8. 【請求項８】 請求項１のデイスプレービューワーが更に、該ミラーから投
    射される画像を表示するためのスクリーンを具備することを特徴とするデイスプ
    レービューワー。
  9. 【請求項９】 請求項８のデイスプレービューワーに於いて、該スクリーン
    がデフューザとフレーネルレンズとを備えることを特徴とするデイスプレービュ
    ーワー。
  10. 【請求項１０】 請求項８のデイスプレービューワーが更に、ハウジングを
    具備しており、 該ハウジングは該液晶デイスプレーと、該ミラーとそして該スクリーンとを担
    っており、該スクリーンは開いた視認用位置と閉じた貯蔵用位置との間を動くた
    めに該ハウジングによりピボット可能に担われており、該デイスプレービューワ
    ーは又、 該画素電極の配列を照明するバックライトを具備していることを特徴とするデ
    イスプレービューワー。
  11. 【請求項１１】 請求項１０のデイスプレービューワーに於いて、該ミラー
    は該マイクロデイスプレーから４０ミリメートルと５０ミリメートルの間の範囲
    内に位置付けられそして該ミラーは開いた視認用位置にある時該スクリーンから
    ２２ミリメートルと３０ミリメートルの間に配置されることを特徴とするデイス
    プレービューワー。
  12. 【請求項１２】 請求項１１のデイスプレービューワーに於いて、該画像を
    表示するための該スクリーンが２８ミリメートル×３８ミリメートルより大きい
    ことを特徴とするデイスプレービューワー。
  13. 【請求項１３】 デイスプレービューワーに於いて、 画素電極の配列を備える電子式デイスプレーと、 該電子式デイスプレー上の画像を拡大するレンズと、そして 該レンズからの拡大された画像を反射するカーブしたミラーとを具備すること
    を特徴とするデイスプレービューワー。
  14. 【請求項１４】 マイクロデイスプレービューワーに於いて、 ４００ｍｍ2より小さいアクチブ面積を有する少なくとも３５、０００画素電
    極の配列を備えるデイスプレーと、 該マイクロデイスプレー上の画像を集めそして拡大するレンズと、そして 該レンズからの該拡大された画像を反射するミラーとを具備することを特徴と
    するマイクロデイスプレービューワー。
  15. 【請求項１５】 請求項１４のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該ミラーがカーブしていることを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  16. 【請求項１６】 請求項１４のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該デイスプレーはアクチブマトリックス液晶デイスプレーでありそして更に該画
    素電極の配列を照明する光源を備えることを特徴とするマイクロデイスプレービ
    ューワー。
  17. 【請求項１７】 請求項１６のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該デイスプレーは２００ｍｍ2より小さいアクチブな面積を有する少なくとも７
    ５、０００画素電極の配列を備えることを特徴とするマイクロデイスプレービュ
    ーワー。
  18. 【請求項１８】 請求項１７のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーが更に該光源と該液晶デイスプレーとの間に光パイプを
    備えることを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  19. 【請求項１９】 請求項１８のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーが更に該光パイプと該液晶デイスプレーとの間にコンデ
    ンサーレンズを備えることを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  20. 【請求項２０】 請求項１６のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光源が少なくとも１つの発光ダイオードを有することを特徴とするマイクロデ
    イスプレービューワー。
  21. 【請求項２１】 請求項１６のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光源が更に少なくとも１つの２色性フイルターを有することを特徴とするマイ
    クロデイスプレービューワー。
  22. 【請求項２２】 請求項１４のマイクロデイスプレービューワーが更に、該
    ミラーから投射される画像を表示するためにスクリーンを具備することを特徴と
    するマイクロデイスプレービューワー。
  23. 【請求項２３】 請求項２２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該スクリーンはデフューザとフレーネルレンズとを備えることを特徴とするマイ
    クロデイスプレービューワー。
  24. 【請求項２４】 請求項２２のマイクロデイスプレービューワーが更に、 ハウジングを具備しており、該ハウジングは該液晶デイスプレーと、該ミラー
    とそして該スクリーンとを担っており、該スクリーンは開いた視認用位置と閉じ
    た貯蔵用位置との間で動くために該ハウジング内でピボット可能に担われており
    、そして そこでは該光源は画素電極の配列を照明するバックライトであることを特徴と
    するマイクロデイスプレービューワー。
  25. 【請求項２５】 請求項２４のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該ミラーは該マイクロデイスプレーから４０ミリメートルと５０ミリメートルと
    の間の範囲内に位置付けされておりそして該ミラーは開いた視認用位置にある時
    は該スクリーンから２２ミリメートルと３０ミリメートルの間に配置されている
    ことを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  26. 【請求項２６】 請求項２５のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該画像を表示するための該スクリーンは２８ミリメートル×３８ミリメートルよ
    り大きいことを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  27. 【請求項２７】 マイクロデイスプレービューワーに於いて、 ４００ｍｍ2より小さいアクチブな面積を有する少なくとも３５，０００画素
    電極の配列を有するデイスプレーと、 該マイクロデイスプレー上の画像を集めそして拡大するレンズと、そして 該レンズからの該拡大された画像を表示するスクリーンとを具備することを特
    徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  28. 【請求項２８】 請求項２７のマイクロデイスプレービューワーが更に、該
    レンズと該スクリーンとの間に差し挟まれたフオールデイングミラーを具備する
    ことを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  29. 【請求項２９】 請求項２７のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該スクリーンがフレーネルレンズであることを特徴とするマイクロデイスプレー
    ビューワー。
  30. 【請求項３０】 請求項２７のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該スクリーンがフレーネルレンズとデフューザの組み合わせであることを特徴と
    するマイクロデイスプレービューワー。
  31. 【請求項３１】 マイクロデイスプレービューワーに於いて、 少なくとも７５，０００の画素電極の配列を備えるアクチブマトリックス液晶
    デイスプレーを具備しており、該画素電極の配列は２００ｍｍ2より小さいアク
    チブな面積を有しており、該マイクロデイスプレービューワーは又 該画素電極の配列を照明する光源と、 該マイクロデイスプレー上の画像を拡大するレンズと、そして 該レンズからの虚像を表示する光学要素とを具備することを特徴とするマイク
    ロデイスプレービューワー。
  32. 【請求項３２】 請求項３１のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光学要素は該レンズからの該拡大された像を反射するカーブしたミラーである
    ことを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  33. 【請求項３３】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該アクチブマトリックス液晶デイスプレーはカラーシーケンシャルデイスプレー
    であることを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  34. 【請求項３４】 請求項３３のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該画素電極の配列は１５８ｍｍ2より小さいアクチブな面積を有することを特徴
    とするマイクロデイスプレービューワー。
  35. 【請求項３５】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーが更に該光源と該液晶デイスプレーとの間に光パイプを
    具備することを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  36. 【請求項３６】 請求項３５のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーが更に該光パイプと該液晶デイスプレーとの間にコンデ
    ンサーレンズを具備することを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  37. 【請求項３７】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光源は発光ダイオードを備えることを特徴とするマイクロデイスプレービュー
    ワー。
  38. 【請求項３８】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光源が更に少なくとも１つの２色性フイルターを備えることを特徴とするマイ
    クロデイスプレービューワー。
  39. 【請求項３９】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該カーブしたミラーが光軸と、焦点で該光軸と交叉する主焦点面とを備えること
    を特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  40. 【請求項４０】 請求項３９のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーの面が凹型ミラーの光軸に対し垂直でない角度で保持さ
    れていることを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  41. 【請求項４１】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該凹型ミラーは、該焦点面及び該対応する面とが双方共、該光軸に垂直な面であ
    るような放物線形のミラーであることを特徴とするマイクロデイスプレービュー
    ワー。
  42. 【請求項４２】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーが更にデジ
    タルカメラを具備することを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  43. 【請求項４３】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該ビューワーは更にセルラー電話に接続するためのワイヤドリンクを具備してお
    り、該セルラー電話は、 複数の制御要素を有する電話ハウジングと、 該ハウジング内にありそして少なくとも７５，０００の画素電極の配列を有す
    るアクチブマトリックス液晶デイスプレーとを備えており、該画素電極の配列は
    １５８ｍｍ2より小さいアクチブ面積を有しており、該セルラー電話は又 該画素電極の配列を照明する発光ダイオードデバイスと、そして 該アクチブマトリックス液晶デイスプレー上に形成された画像を受けるよう位
    置付けられそして該画像を拡大するレンズを備えることを特徴とするマイクロデ
    イスプレービューワー。
  44. 【請求項４４】 請求項３２のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該ビューワーが更に無線ページャーに接続するためのワイヤドリンクを具備して
    おり、該無線ページャーが 複数の制御要素を有するハウジングと、 該ハウジング内にありソースからデータを受信する無線受信器と、 該無線受信器に接続されたデイスプレー回路と、 該ハウジングに設置され該回路からの画像を表示するマトリックスデイスプレ
    ーとを備えており、該マトリックスデイスプレーは１６０ｍｍ2より小さいアク
    チブな面積を規定する少なくとも７５，０００の画素電極を有しており、そして 該ハウジングは該マトリックスデイスプレー用の第１デイスプレーポートと英
    数字デイスプレーを見るための第２デイスプレーポートとを有することを特徴と
    するマイクロデイスプレービューワー。
  45. 【請求項４５】 請求項３１のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光学要素がフレーネルレンズを有するスクリーンであることを特徴とするマイ
    クロデイスプレービューワー。
  46. 【請求項４６】 請求項４５のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該画素電極の配列が１５８ｍｍ2より小さいアクチブな面積を有することを特徴
    とするマイクロデイスプレービューワー。
  47. 【請求項４７】 請求項４５のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーが更に、該光源と該液晶デイスプレーとの間に光パイプ
    を備えておりそして該光源が発光ダイオードを備えていることを特徴とするマイ
    クロデイスプレービューワー。
  48. 【請求項４８】 請求項４７のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該マイクロデイスプレーが更に該光パイプと該液晶デイスプレーとの間にコンデ
    ンサーレンズを備えていることを特徴とするマイクロデイスプレービューワー。
  49. 【請求項４９】 請求項４５のマイクロデイスプレービューワーに於いて、
    該光源が更に少なくとも１つの２色性フイルターを備えていることを特徴とする
    マイクロデイスプレービューワー。
  50. 【請求項５０】 セルラー電話に於いて、 複数の制御要素を備える電話ハウジングと、 該ハウジング内にあり少なくとも７５，０００の画素電極の配列を備えるアク
    チブマトリックス液晶デイスプレーとを具備しており、該画素電極の配列は１５
    ８ｍｍ2より小さいアクチブ面積を有しており、該セルラー電話は又、 該画素電極の配列を照明する発光ダイオードデバイスと、 該アクチブマトリックス液晶デイスプレー上に形成された画像を受けるよう位
    置付けられそして該画像を拡大するレンズと、そして 該レンズからの虚像を表すミラーとを具備していることを特徴とするセルラー
    電話。
  51. 【請求項５１】 無線ページャーに於いて、 複数の制御要素を備えるハウジングと、 該ハウジング内にありソースからデータを受信する無線受信器と、 該無線受信器に接続されたデイスプレー回路と、 該ハウジングに設置されそして該回路からの画像を表示するマトリックスデイ
    スプレーとを具備しており、該マトリックスデイスプレーは１６０ｍｍ2より小
    さいアクチブ面積を規定する少なくとも７５，０００画素電極を備えており、該
    無線ページャーは又、 該画素電極の配列を照明する発光ダイオードデバイスと、 該マイクロデイスプレー上の該画像を集めそして拡大するレンズと、 該レンズからの虚像を表す光学要素とを具備しており、そして、 該ハウジングは該マトリクスデイスプレー用の第１デイスプレーポートと英数
    字デイスプレーを見るための第２デイスプレーポートとを備えていることを特徴
    とする無線ページャー。
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