JP2003534723A - 携帯用マイクロディスプレイ・システム - Google Patents

携帯用マイクロディスプレイ・システム

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JP2003534723A JP2001586889A JP2001586889A JP2003534723A JP 2003534723 A JP2003534723 A JP 2003534723A JP 2001586889 A JP2001586889 A JP 2001586889A JP 2001586889 A JP2001586889 A JP 2001586889A JP 2003534723 A JP2003534723 A JP 2003534723A
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エラートソン・デーヴ
ファン・ジョン・シー・シー
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コピン・コーポレーシヨン
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Abstract

(57)【要約】 アクティブ・マトリクス・カラー結晶ディスプレイは、アクティブ・マトリクス回路と、対極パネルと、中間に挿入された液晶層とを有している。アクティブ・マトリクス・ディスプレイは、携帯用マイクロディスプレイ・システム内に配置される。画像は内部のディスプレイに書き込まれ、液晶を特定の画像位置に移動させる。光源が発光してディスプレイを照射する。ピクセル電極は特定の値に設定され、液晶を所望の場所に移動させる。液晶を再配向して画像を生成するための書込み、発光および電極強度値設定のプロセスは、反復される。携帯用システムには、デジタルカメラ、携帯電話、デジタル・インスタント・プリント付き携帯電話、カムコーダ、ヘッドアップ・ディスプレイ、インスタント・プリント・カメラおよびポケットベルが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は、２０００年７月１２日に出願された米国特許出願第６０／２１７，
８７１号および２０００年５月２４日に出願された米国特許出願第６０／２０６
，９９９号の利益を請求する２０００年７月２８日に出願された米国特許出願第
０９／６４３，６５５号の一部継続出願であり、かつ１９９８年１２月１４日に
出願された米国特許出願第６０／１１２，１４７号および１９９９年２月２６日
に出願された米国特許出願第６０／１２１，８９９号の利益を請求する１９９９
年１２月１４日に出願された米国特許出願第０９／４６０，９６０号の一部継続
出願である。本出願はまた、２０００年１０月３日に出願された米国特許出願第
６０／２３７，６０３号および２０００年１２月６日に出願された米国特許出願
第６０／２５１，７２１号の利益を請求するものである。上記先行出願の内容は
全て、参照により本明細書に引用する。
【０００２】
【発明の背景】
液晶またはエレクトロルミネセンス材料を利用して高品質画像を生成するフラ
ットパネル・ディスプレイが開発されつつある。これらのディスプレイは、ブラ
ウン管（ＣＲＴ）技術に取って代わり、より鮮明なテレビ画像またはコンピュー
タ・モニタ画像を提供するものと期待されている。例えば、大型高品質液晶ディ
スプレイ（ＬＣＤ）への最も有望な道はアクティブ・マトリクス方式であり、こ
の方式では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がＬＣＤピクセルと同一場所に配置さ
れる。ＴＦＴを使用するアクティブ・マトリクス方式の主たる利点は、ピクセル
間の混信の除去およびＴＦＴ互換ＬＣＤによって達成できる鮮明なグレー・スケ
ールにある。
【０００３】 カラー液晶フラットパネル・ディスプレイは、カラーフィルタまたは順次発光
光を使用するものを含む様々な方法で製造することができる。これら両スタイル
のディスプレイは、透過型または反射型モデルに見られる。
【０００４】 透過型のカラーフィルタ液晶フラットパネル・ディスプレイは一般に、５つの
異なる層、即ち白色光源と、その上にＴＦＴが配列されてピクセルを形成してい
る回路パネルの片側に取り付けられた第１偏光フィルタと、ピクセルに配置され
た少なくとも３原色を含むフィルタ・プレートと、最後の第２偏光フィルタとを
含んでいる。回路パネルとフィルタ・プレートとの間の容積は、液晶材料で充填
されている。この液晶材料では、回路パネルとフィルタ・プレートに接続された
グラウンドとの間で液晶材料に電界が印加されると、液晶材料中を光が透過でき
る。したがって、ディスプレイの特定のピクセルがＴＦＴによってオンになると
、液晶材料は透過する偏光光を回転させ、その結果、光は第２偏光フィルタを通
過する。
【０００５】 順次カラー・ディスプレイでは、ディスプレイ・パネルに向けられる関連のカ
ラー光により、各原色につき１回走査されるので、ディスプレイ・パネルは、計
３回走査されることになる。例えば、２０Ｈｚでカラー・フレームを生成するに
は、アクティブ・マトリクスは６０Ｈｚの周波数で駆動されなければならない。
ちらつきを減少させるには、１８０Ｈｚでアクティブ・マトリクスを駆動して６
０Ｈｚのカラー画像を生成することが望ましい。６０Ｈｚを超えると、可視性の
ちらつきは減少する。
【０００６】 アモルファス・シリコンの限界に起因して、他の代替材料には、多結晶シリコ
ンまたはレーザ再結晶シリコンが含まれる。これらの材料は、回路形成処理を低
温度に限定するガラス上にあらかじめ置かれているシリコンを使用するので、そ
れらの材料の使用は限定される。
【０００７】 前述のカラー順次ディスプレイのようなディスプレイ用集積回路は、ますます
複雑化している。例えばカラー順次ディスプレイは高解像度テレビ（ＨＤＴＶ）
フォーマットを表示するように設計されており、このディスプレイ用集積回路で
は、ピクセル・ピッチまたはピクセル電極の隣接する列または行を接続する回線
間の距離が１５−５５ミクロンの範囲であって、単一の５インチ・ウェーハ上に
製造された１２８０×１０２４ピクセル・アレイを必要とする。
【０００８】
【発明の概要】
本発明はマイクロディスプレイに関し、詳細には小面積高解像度液晶ディスプ
レイおよびこうしたディスプレイの製造方法に関する。本ディスプレイは、例え
ば、少なくとも７２，０００ピクセル電極・アレイと、２００ｍｍ2未満のアク
ティブ・エリアとを有している。
【０００９】 １つの実施形態では、デジタル・プリンタは、電子画像を捕獲してその画像を
操作する制御回路と、制御回路から調整済み画像を受信するアクティブ・マトリ
クス液晶ディスプレイと、液晶ディスプレイを照明するバックライトとを含んで
いる。レンズを使用して、写真面上に表示画像を結像させることができる。
【００１０】 １つの実施形態では、アクティブ・マトリクス・ディスプレイはカラー順次デ
ィスプレイ・システムであり、バックライトは３色発光ダイオード（ＬＥＤ）バ
ックライトである。写真フィルムは、写真面に配置される。
【００１１】 １つの実施形態では、インスタント・カメラは、画像を記録するための電荷結
合デバイス（ＣＣＤ）を含んでいる。制御回路はＣＣＤから電子画像を取り込ん
で、その画像を操作する。アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイは操作され
た画像を受信し、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは液晶ディスプレイを照明
する。レンズは、写真面上に液晶ディスプレイの画像を結像する。
【００１２】 幾つかの実施形態では、ピクセル電極・アレイは、少なくとも３２０×２４０
個のアレイで構成され、かつ１６０ｍｍ2のアクティブ・エリアを有する。別の
実施形態では、ピクセル電極アレイは、デジタル・プリンタまたはインスタント
・カメラ内に少なくとも６４０×４８０個のアレイで構成されている。
【００１３】 １つの実施形態では、携帯用通信システムは無線トランシーバを収容するハウ
ジングを含んでいる。ハウジング内のレンズは、アクティブ・マトリクス液晶デ
ィスプレイ上に形成される画像を受像するように配置され、画像を少なくとも２
倍に拡大する。ハウジング内に収容されたデジタル・プリンタは、液晶ディスプ
レイ上に形成される画像を印刷する。
【００１４】 携帯用通信システムの１つの実施形態では、少なくとも１対の液晶ディスプレ
イ、すなわち観察用の第１液晶ディスプレイと、デジタル印刷用の光バルブとし
て作用する第２液晶ディスプレイとが存在する。携帯用通信システムの１つの実
施形態では、ハウジングは、画像を記録する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を有す
るインスタント・カメラを収容している。制御回路はＣＣＤから電子画像を取り
込み、その画像を操作してデジタル・プリンタに送る。
【００１５】 デジタル・プリンタの１つの実施形態では、プリンタは、電子画像を取り込み
、その画像を複数のピクセルに構成する制御回路を含んでいる。各ピクセルは、
特定レベルの少なくとも２つのカラーを有している。駆動回路は、アクティブ・
マトリクス液晶ディスプレイのピクセル電極の全アレイを第１液晶状態に相当す
る電圧まで駆動し、次いで、カラーの１つに関連づけられた特定レベルに応じて
、ピクセル電極を第２液晶状態に相当する電圧まで選択的に変化させる。各カラ
ーに関連づけられた光源は、液晶ディスプレイを照明する。
【００１６】 インスタント・カメラの１つの実施形態は、画像を記録する電荷結合デバイス
（ＣＣＤ）を含んでいる。制御回路はＣＣＤから電子画像を取り込み、その画像
を操作して複数のピクセルに構成する。各ピクセルは、特定レベルの少なくとも
２色を有している。駆動回路は、カラーの１つに関連づけられた特定レベルに応
じて、アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイの複数のピクセル電極の全てを
第１液晶状態に相当する電圧に駆動し、次いでピクセル電極を第２液晶状態に相
当する電圧まで選択的に変化させる。各カラーに関連づけられた光源は、液晶デ
ィスプレイを照明する。レンズは、液晶ディスプレイの画像を写真面上に結像す
る。
【００１７】 デジタル・プリンタおよびインスタント・カメラの幾つかの実施形態では、レ
ンズはディスプレイの画像を写真面上に結像する。光源は、３色発光ダイオード
（ＬＥＤ）を有するバックライトである。１つまたは複数のカラーのレベルは、
ゼロである。
【００１８】 プリントを作成する方法では、デジタル画像を各々が特定のカラーに関連づけ
られた少なくとも２つの電子画像に分割するステップを含んでいる。各カラーに
関連づけられた電子画像は、操作されて複数のピクセルに構成される。各ピクセ
ルは、特定の関連カラーに関連づけられた特定のレベルを有している。アクティ
ブ・マトリクス液晶ディスプレイのピクセル電極の全アレイは、第１液晶状態に
相当する電圧に駆動される。ピクセル電極は、カラーの１つに関連づけられた特
定レベルに応じて、第２液晶状態に相当する電圧まで選択的に変化される。特定
のカラーに関連づけられた光は、液晶ディスプレイを通って放射され、液晶ディ
スプレイの画像を感光紙上に投射する。第２液晶状態に相当する電圧への選択的
な電極電圧の変更は特定のレベルに応じて反復され、カラーの１つに関連づけら
れた幾つかの特定レベルに対する光が投射される。このプロセスは、他のカラー
についても反復される。
【００１９】 画像を表示する１つの方法では、内部に、液晶を特定の画像位置に移動させる
複数のピクセル電極を有する液晶ディスプレイに画像が書き込まれる。ディスプ
レイは、光源の発光により照明される。ピクセル電極は、次の画像が書き込まれ
る前に、液晶を所望の方向または場所に移動させるように特定の電界強度に設定
される。書込み、発光および設定のプロセスにより、所望の画像を生成する。
【００２０】 １つの方法では、画像はカラー画像であり、画像の書込みは、複数のカラーの
各々に関して書込みステップを反復した後に発光する２つまたはそれ以上のカラ
ーに関連づけられている。対極の電圧は、光源の各発光後かつ次の画像の書込み
の前に切り換えられる。液晶ディスプレイは、少なくとも７５，０００ピクセル
の電極を有し、かつ１６０ｍｍ2未満のアクティブ・エリアを有するアクティブ
・マトリクス・ディスプレイである。
【００２１】 幾つかの実施形態では、アクティブ・マトリクス・カラー順次液晶ディスプレ
イは、アクティブ・マトリクス回路と、対極面または層と、これらの間に挿入さ
れる液晶層とを有している。アクティブ・マトリクス回路は、第１平面上に形成
されたトランジスタ回路のアレイを有している。各トランジスタ回路は、２００
ｍｍ2未満かつ好ましくは１００ｍｍ2未満の面積を有するピクセル電極アレイの
１つのピクセル電極に接続されている。対極パネルは、第１平面に平行な第２平
面に延び、そのパネルには印加電圧が供給される。液晶層は、２つの平面の間の
空隙に挿間されている。空隙は、第１および第２平面に垂直な軸方向に３ミクロ
ン未満の深さを有している。
【００２２】 幾つかの実施形態では、ピクセル電極アレイと液晶材料層との間は酸化皮膜に
覆われている。酸化皮膜は、ピクセル電極アレイの周りの外周域に第１の厚さを
、かつピクセル電極アレイ上に延びるピクセル電極領域により薄い第２の厚さを
有している。厚い周辺域（好ましい実施形態では約０．５ミクロン）は、ディス
プレイ回路に集積化された駆動電極の絶縁性を向上させる。薄い方の酸化皮膜領
域（約０．３ミクロン）は、表示動作中の酸化皮膜間の電圧降下を低下させる働
きをする。これは、バッテリのような電源から多くの電力を消費することなく、
液晶に印加される電圧を増大させるのに役立つ。
【００２３】 液晶を制御する１つの方法は、入力ビデオ信号を反転させて液晶材料上のＤＣ
電圧の蓄積を排除することである。列反転（交互の列がビデオおよび反転ビデオ
信号を受信する）が共通モードである間は、ノードによっては行、ピクセルまた
はフレームの反転が望ましいことは認識されている。ディスプレイの液晶を制御
する別の好ましい方法は、サブフレームの最初の部分で対極パネルに印加される
電圧を切り換えることである。非対称電圧の除去に加えて、各サブフレーム後に
対極パネルへの電圧を切り換えることにより、コントラストが向上する。
【００２４】 対極パネルへの電圧の切換に加えて、電圧切換と併せて、またはそれとは別個
に利用できる、ディスプレイ上の画像品質を向上させる他の方法が幾つか存在す
る。マイクロディスプレイおよび特に液晶の温度が液晶の応答とディスプレイ上
の画像の明るさおよび色の均一性に影響を与えることは認識されている。
【００２５】 対極の電圧切換と併せて、またはそれとは別個に利用できる代替方法は、バッ
クライトの発光後に、ピクセルＶPIXELをＶCOMに初期化することである。ピクセ
ル電極がＶCOMに設定されていれば、そのピクセルに関連づけられた液晶が他の
特定の状態にあった場合に、液晶はその透明状態へと弛緩し始める。各ピクセル
に関連づけられた液晶は、その透明状態まで弛緩および回転を続行し、その状態
は、その画像に関連づけられた信号または電圧をピクセルが受信し、かつピクセ
ルに書き込まれるまで続く。ピクセルが順次書き込まれる際には、書込みから、
光源を第１のピクセルに対して、その後最後のピクセルに対して発光させるまで
に長時間を要する。第１のピクセルは、ビデオ信号を受信すると書込み時間の大
半を費やしてその所望の位置に到達し、ピクセルをＶCOMに初期化することによ
る影響は最小となる。但し、その信号を最後に受信するピクセルであって、かつ
透明状態へ初期化されているおよびまだ透明状態になっていない場合は関連の液
晶を透明状態へと回転させるピクセルは、その信号を受信する前に透明状態また
は透明に近い状態である。この好ましい実施形態における液晶の方向は、白に弛
緩するより黒に駆動する時間が短いように配向されている。したがって、最後の
ピクセルが透明状態にあるか、または透明に近い状態にあれば、応答時間は、ピ
クセルが黒であって透明状態に弛緩する場合よりも黒に駆動する方が速い。液晶
が、到達時間が最長である状態に向けて、即ち好ましい実施形態では透明状態に
向けて回転しているディスプレイの初期化では、設定時点での個々のピクセル・
エレメントは光源発光時の安定位置にさらに接近している。
【００２６】 液晶材料の特性は、液晶の温度に影響される。例えば、捩れネマティック液晶
材料の捩れ時間は、液晶材料の温度が高い方が短い。液晶の温度を知ることによ
り、バックライトの発光の持続時間およびタイミングを設定して、所望の明るさ
や電力消費量の最小化を達成することができる。
【００２７】 液晶は、幾つかの代替実施形態によって加熱することが可能である。１つの好
ましい実施形態では、ディスプレイは加熱モードに配置されており、この配置で
は、複数の行がオンされ、かつその行間に電圧降下が生じて熱を発生させている
。
【００２８】 液晶温度の測定は追加のアナログ回路を必要とするため、ディスプレイの回路
は複雑化する。最終的に望ましいものは、液晶の動作特性であって実際の温度で
はないことは認識されている。１つの好ましい実施形態では、温度測定の代わり
に液晶キャパシタンスの電気測定を行って加熱が必要な時を決定する。加熱器を
オンにする時および加熱器のオン持続時間は、温度を基準にする必要はなく、液
晶の光学特性、電気特性または他の特性に反応する液晶センサに対応して起動さ
せることができる。
【００２９】 １つの実施形態では、センサを組み込んで、液晶が液晶の特性透明温度に近づ
きつつあるかどうかを測定する。透明温度センサは、アクティブ・ディスプレイ
・エリアのすぐ外に配置されている。液晶がその特性透明温度に近づくにつれて
、白（透明）ピクセルおよび黒ピクセルのキャパシタンスが収束する。
【００３０】 所望される液晶の特性の１つは、場合によってはリフレッシュの必要なしに画
像を保持できる長い時定数である。長い時定数は一般的には利点であるが、ディ
スプレイがパワーダウンされ、かつ短時間後にパワーアップされるような場合に
は欠点ともなり得る。システムがパワーアップされると、前の画像の一部が残る
可能性がある。
【００３１】 １つの実施形態では、アナログ・コンパレータが主電源の電圧をリアルタイム
でサンプリングする。電圧が回路を作動させるレベルに幾分かのマージンを加え
たレベルより下、例えば９０パーセント未満に低下すると、ディスプレイはパワ
ーダウンされる。ディスプレイのパワーダウン状態では、リセット信号（ＰＤＲ* ）はｌｏｗレベルでアサートされる、つまりｌｏｗレベルでアクティブになる
。ＰＤＲ*信号を受信すると、ディスプレイ回路はＶＤＤを全ての列ラインに供
給し、全ての行ラインを起動させる。各ピクセルのストレージ・キャパシタの他
端は、前の行ラインに結合されている。事実上これは、ストレージ・キャパシタ
をゼロ（０）ボルトまで放電する。正常なタイミングが２サイクル以上継続し、
その間に偶数および奇数行が順次全て起動される。これにより、列ラインのゼロ
（０）ボルトがあらゆるピクセルに対し駆動される。
【００３２】 ストレージ・キャパシタはピクセル・キャパシタよりも数倍大きいため、スト
レージ・キャパシタの電圧は次に、ピクセル・キャパシタをゼロ（０）ボルトに
まで放電する。この時点でディスプレイは、ストレージまたはピクセル何れのキ
ャパシタにも残留電荷を一切残すことなく、電源をオフできる。
【００３３】 マイクロディスプレイのサイズ縮小と同時にマイクロディスプレイの向上する
性能は、マイクロディスプレイの本発明以前には不可能であったデバイスを考慮
に入れたものであり、もしくは向上した性能を備えるデバイスを可能にする。こ
れらのデバイスには、デジタルカメラ、デジタル・プリンタおよび改良されたカ
ムコーダのファインダが含まれていた。
【００３４】 １つの実施形態では、マイクロディスプレイはデジタルカメラの内部で使用さ
れている。マイクロディスプレイを使用して、撮影する画像およびデジタルカメ
ラ内部のメモリに格納される画像の両方を表示する。
【００３５】 添付の図面と以下の好ましい実施形態の説明とにより、当業者には、本発明の
上記および他の目的および特徴がさらによく理解されかつ認識されるであろう。
【００３６】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
図面については、同一符号は同一のエレメントを示しており、本発明によるデ
ィスプレイが、例えば図９の１１０として一般に参照して示されている。
【００３７】 本発明の好ましい実施形態では、図１に示されているように、単一のウェーハ
１１４上に多数のアクティブ・マトリクス・アレイ１１２が形成される複数のフ
ラット・パネル・ディスプレイ１１０の製造プロセスを利用している。
【００３８】 １つのウェーハ上に形成されるディスプレイの数は、ウェーハのサイズおよび
各ディスプレイのサイズに依存する。好ましい実施形態では、ウェーハは５イン
チまたはそれ以上の直径を有している。各ディスプレイのサイズは、解像度およ
びピクセル電極のサイズに依存する。０．２４インチ対角の表示を有する、一般
にＱＶＧＡと称される約７６，８００ピクセル（例えば３２０×２４０アレイ）
の解像度と幅１５ミクロンのピクセル電極とを有するディスプレイでは、アクテ
ィブ・ディスプレイ・エリアは４．８ｍｍ×３．６ｍｍである。ディスプレイ・
ダイは、８．６ｍｍ×６０ｍｍの寸法を有している。図１３Ｂのディスプレイ・
ホルダ２９０のサイズである、１５．４２ｍｍ×９．８６ｍｍの全体ディスプレ
イ寸法は、単一の５インチ・ウェーハ上にこのサイズの個々のディスプレイ１５
０個分以上を形成でき、また単一の６インチ・ウェーハ上には２００個分以上の
ディスプレイを形成できる。
【００３９】 別の好ましい実施形態のディスプレイは、０．３８インチ対角の表示を有する
、一般にＶＧＡと称される約３０７，２００ピクセル（６４０×４８０アレイ等
）の解像度を有している。ＶＧＡディスプレイは、１２ミクロン幅のピクセル電
極を有している。アクティブ・ディスプレイ・エリアは、７．６８ｍｍ×５．７
６ｍｍである。ディスプレイ・ダイの大きさは、１１．８ｍｍ×８．２ｍｍであ
る。単一の５インチ・ウェーハ上には、全体表示寸法が１６．９７ｍｍ×１１．
５８ｍｍとなるこのサイズの個々のディスプレイを１００個形成することができ
る。
【００４０】 単一のウェーハ上に多数の小型高解像度ディスプレイを形成することにより、
製造量を大幅に増大させ、かつディスプレイ当たりのコストを大幅に低減させる
ことができる。
【００４１】 図２は、集積回路のアクティブ・マトリクス・ディスプレイ・ダイの概略図で
ある。集積回路ディスプレイ・ダイ１１６は、選択された数の複製された回路に
沿って単一のウェーハ１１４からさいの目状に切り取られている。集積回路ディ
スプレイ・ダイ１１６には、ディスプレイ・マトリクス回路１１８と、垂直シフ
ト・レジスタ１２０と、水平シフト制御装置１２２と、１対の水平シフト・レジ
スタ１２４および１２６と、複数の転送ゲート１２８および１３０とが組み込ま
れている。
【００４２】 ビデオ信号高ライン１３２およびビデオ信号低ライン１３４は、アナログ・ビ
デオ信号をデジタル・アナログ増幅器からディスプレイ・マトリクス回路１１８
の上下に配置された転送ゲート１２８および１３０に伝送する。好ましい実施形
態では、ディスプレイ・マトリクス回路より上にある転送ゲートはｐチャネル転
送ゲート１２８であり、ビデオ信号高（ＶＩＤＨ）ライン１３２に接続されてい
る。好ましい実施形態では、ディスプレイ・マトリクス回路１１８より下に配置
されている転送ゲート１３０はｎチャネル転送ゲート１３０であり、ビデオ低（
ＶＩＤＬ）ライン１３４に接続されている。
【００４３】 転送ゲート１２８および１３０は、水平シフト・レジスタ１２４および１２６
によって制御される。図２に示す実施形態のように、ｐチャネル転送ゲート１２
８は上部水平シフト・レジスタ１２４により制御され、ｎチャネル転送ゲート１
３０は下部水平シフト・レジスタ１２６により制御される。水平シフト・レジス
タ１２４および１２６は、水平シフト制御装置１２２によって制御される。水平
シフト・レジスタ１２４および１２６は、以下に詳しく説明するように、ビデオ
信号のビットまたはセグメントが送信される列を選択する。
【００４４】 ディスプレイ・マトリクス回路１１８は、複数のピクセル・エレメント１３８
を有している。例えばＱＶＧＡディスプレイでは、７６，８００（３２０×２４
０）個のアクティブ・ピクセル・エレメントが存在する。後述のように、アクテ
ィブとみなされない、追加のピクセル・エレメントが存在する場合もある。各ピ
クセル・エレメント１３８は、トランジスタ１４０と、ピクセル電極１４２とを
有している。ピクセル電極１４２は、図９で最もよく理解できるように、対極１
４４および中間層の液晶１４６と共に作用して、画像を生成するためのピクセル
・キャパシタ１４８を形成する。
【００４５】 上述のように水平シフト・レジスタ１２４および１２６を使用して信号を受信
する列を選択することに加えて、行も選択しなければならない。行を選択するの
は垂直シフト・レジスタ１２０である。垂直シフト・レジスタ１２０からの行ラ
イン１５０は各トランジスタ１４０のゲートに接続されており、行のピクセルを
オンにする。ピクセルの１行がオンの状態で、かつ水平シフト・レジスタ１２４
および１２６のうちの一方によって列１５２が選択されると、単一のピクセルが
選択され、ビデオ信号が液晶を駆動するか、またはピクセル・エレメントの液晶
を弛緩させる。
【００４６】 マイクロディスプレイ１１０は、順次１行ずつ走査される画像を有している。
ＱＶＧＡの好ましい実施形態では、ピクセル・エレメント毎に画像が走査される
か、またはピクセル電極電圧が設定される。図１１に関連して後述されるように
、２つのピクセル・エレメントは、上部水平シフト・レジスタ１２４を使用して
ＶＩＤＨ信号１３２を受信する奇数または偶数エレメントと、下部水平シフト・
レジスタ１２６を使用してＶＩＤＬ信号１３４を受信するもう一方の行（即ち偶
数または奇数のエレメント）とを一度に設定することができる。ディスプレイが
複数のセグメントに分解されかつ電源が同時に供給される場合には、図１０が示
すような他の構成を使用可能であることは認識されている。また、ディスプレイ
が多数のＶＩＤＨおよびＶＩＤＬ入力を使用する場合には、多数のピクセル電極
を同一のクロック・サイクルで走査可能であることは明らかである。
【００４７】 ディスプレイ・マトリクス回路１１８は、列リセット回路１５４を有している
。列リセット回路１５４は、図２４および２５に関連して後述されるようなパワ
ーダウン・リセットと、図２３Ａおよび２３Ｂに関連して後述されるような初期
化との両方に使用される。初期化では、列リセット回路１５４は、各ピクセル電
極１４２への電圧を、液晶を透明状態に弛緩させる電圧に設定する。列リセット
回路１５４は、後述のように、各サブフレームまたはフレームの前に使用される
。
【００４８】 図３は、列反転を使用するマイクロディスプレイのタイミング図を示している
。ビデオ信号は、ＩＣディスプレイ・ダイ１１６に実ビデオおよび反転ビデオの
両方として送信される。図２に見られるように、ｐチャネル転送ゲート１２８は
実ビデオを受信し、これらのゲートによって供給されるピクセルは、対極に印加
される電圧である共通電圧（ＶCOM）と供給電圧源（ＶDD）との間で駆動される
。ｎチャネル送信ゲート１３０は反転されたビデオを受信し、これらのゲートに
よって供給されたピクセルは、ＶCOMと供給電圧シンク（ＶEE）との間で駆動さ
れる。１つのサブフレームにおいては、１つの列はビデオを受信し、その両隣の
列は反転されたビデオを受信する。次のサブフレームでは、ビデオおよび反転さ
れたビデオを受信する列が交換される。フレーム全体が走査されて表示の状態に
なり、液晶を捻れさせる時間の遅延が存在した後に、バックライトが発光されて
画像が表示される。液晶を捻れさせる遅延については、後に詳述する。好ましい
実施形態では、ＶDDは約１１ボルトであり、ＶEEは約２ボルト、ＶCOMは約７．
０ボルトである。電圧信号の中心電圧（ＶＶＣ）とＶCOMとの間には、液晶内の
オフセット電圧に適応するための僅かな電圧差が存在する。各列上のビデオを交
互にする方法は列反転と呼ばれ、ＤＣ電圧の液晶材料上への蓄積を防止し、さら
に混信も防止する。その他、列反転に加えて、行の反転、フレームの反転および
ピクセルの反転がある。
【００４９】 以下、異なる方法でビデオを供給し、バックライトを発光させて画像を表示す
る別のタイミング図について説明する。
【００５０】 マイクロディスプレイ１１０とも称されるフラットパネル・ディスプレイは、
個々のアッセンブリが数ステップを含む可能性のある幾つかの主要アッセンブリ
で組み立てられる。図４によれば、ウェーハ１１４はＳＯＩ（絶縁物上のシリコ
ン）ウェーハであり、その上に集積回路ディスプレイ・ダイ１１６が搭載されて
いる。ディスプレイ・ダイ１１６はガラスシート１５８に転移され、ウェーハ１
１４から離して持ち上げられてディスプレイ回路１１６の裏側が処理される。デ
ィスプレイ回路１１６に加えて、図６が示すように対極１４４を含むＩＴＯ（イ
ンジウム・スズ酸化物）ウェーハ１６０が製造される。ディスプレイ回路１１６
、ＩＴＯウェーハ１６０および液晶１４６は、ディスプレイ・アッセンブリ１６
２内で組み立てられる。ディスプレイ・アッセンブリ１６２は組み立てられて、
モジュール・アッセンブリ１６４になる。
【００５１】 ＩＣディスプレイ・ダイ１１６の形成は、図５Ａ−５Ｄに示されている。ディ
スプレイ・マトリクス回路１１８のトランジスタ１４０の１つは、図５Ａに見ら
れるように、絶縁基板１７４上に薄膜単結晶シリコン層１７２と共に形成されて
示されている。絶縁基板１７４上のシリコン層１７２は、シリコン層の再結晶化
によって、もしくは第１のシリコン・ウェーハが絶縁性の酸化物層と共に第２の
シリコン・ウェーハに結合される結合ウェーハ・プロセスの使用によって形成で
きる。第２のウェーハを薄くして、ディスプレイ回路製造および光透過性基板へ
の移行に適合した絶縁体上にシリコンを重ねる構造を形成する。ディスプレイの
製造に関する追加的な詳細は、１９９４年３月２１日出願の米国特許出願第０８
／２１５，５５５号と、および１９９８年１月６日に米国特許第５，７０５，４
２４号として発行された発明「アクティブ・マトリクス・ピクセル電極の製造方
法」と、１９９８年１１月１０日出願の米国特許出願第０８／９６６，９８５号
の発明「カラー順次反射型マイクロディスプレイ」とに記載されており、それら
の内容は、本明細書にその全内容を参照により引用する。また熱酸化物１７６が
単結晶シリコン層１７２の一部を覆っている。絶縁基板１７４は、シリコン（Ｓ
ｉ）ウェーハ１７８に保持されている。
【００５２】 図５Ｂが示すように、絶縁基板１７４および熱酸化物１７６上には反射防止層
としてＳｉ3Ｎ4層１８０が形成されている。ポリシリコン電極であるピクセル電
極１４２は、Ｓｉ3Ｎ4層１８０上に形成され、かつ薄膜単結晶シリコン層１７２
に接触している。
【００５３】 図５Ｃでは、回路の上にホウ素リン石英ガラス（ＢＰＳＧ）層１８４が形成さ
れている。その一部はエッチングによって除去され、アルミニウム端子１８６が
追加されている。図５Ｄでは、ＢＰＳＧ１８４およびアルミニウム端子１８６の
上にＳｉＯ2のリン石英ガラス（ＰＳＧ）層１８８が形成されている。トランジ
スタ上には、チタン（Ｔｉ）ブラック・マトリクス１９０が遮光として配置され
ている。ウェーハ全体は、シリカの不活性化層１９２で覆われている。これでウ
ェーハは、次のアッセンブリ工程を実行する準備ができていることになる。
【００５４】 これとは別のプロセスで、対極１４４を有するＩＴＯウェーハ１６０が形成さ
れる。図６は、ガラス層１９８と対極１４４（ＩＴＯ層）とを有するＩＴＯウェ
ーハを示している。
【００５５】 回路が形成され、かつＩＴＯウェーハ１６０が形成されると、両者を結合する
ことができる。回路デバイス１１６は、次に図７Ａが示すように光透過性基板２
０４へと移行される。回路を基板２０４へに固定するには、本明細書にその内容
が参照により引用される米国特許第５，２５６，５６２号に詳細に記載されてい
る光透過性接着剤２０６が使用される。絶縁基板１７４が最初に付着されていた
、図５Ａ−５ＤのＳｉウェーハ層１７８は、除去される。
【００５６】 埋込酸化物層とも呼ばれる絶縁基板１７４は、図７Ａが示すように、ピクセル
・アレイ１４２上の位置内でエッチングされる。ピクセル・アレイ上でない部分
の埋込酸化物層はそのまま残され、そこに一連のプール２０８が生成される。好
ましい実施形態では、埋込酸化物層は０．５μｍであり、ピクセル・アレイ上の
プール領域が０．２μｍ〜０．３μｍ薄くされる。ピクセル・アレイを薄くする
だけで、トランジスタ（ＴＦＴ）へのバック・ゲート効果を損なうことなく液晶
への供給電圧を増加できる。
【００５７】 図７Ｂおよび７Ｃには、集積回路ディスプレイ・ダイ１１６の代替例が示され
ている。図７Ｂによれば、絶縁基板１７４がエッチングされ、Ｓｉ3Ｎ4層１８０
が絶縁基板１７４および熱酸化物１７６の上に形成されている。ポリシリコン電
極であるピクセル電極１４２はＳｉ3Ｎ4層上に形成され、かつ薄膜単結晶シリコ
ン層１７２に接触している。ウェーハの残りの部分は、上述の方法で形成される
。
【００５８】 その後、回路デバイス１１６は、図７Ｃが示すように、光透過性基板２０４に
移行される。埋込酸化物層とも呼ばれる絶縁基板１７４が、エッチングされる。
埋込酸化物層は、図７Ｂが示すように、Ｓｉ3Ｎ4層１８０に到達するまで薄くさ
れる。Ｓｉ3Ｎ4層１８０は、ウェット・エッチング・リン酸処理によって除去さ
れる。ピクセル電極１４２は、液晶１４６に接触する。
【００５９】 絶縁基板１７４は、シリコン・ウェーハ１７８上でピクセル電極１４２を配置
する位置部分にエッチングできることは認識されている。Ｓｉ3Ｎ4層は、シリコ
ン・ウェーハ１７８上に配置される。回路デバイス１１６が光透過性基板２０４
に移行された後は、埋込酸化物を薄くする必要はない。Ｓｉ3Ｎ4層１８０は、上
述の通りに除去される。
【００６０】 また、図７Ａが示すような一連のプール２０８は、Ｓｉ3Ｎ4層１８０まで薄く
できることも認識されている。Ｓｉ3Ｎ4層１８０は、ウェット・エッチング・リ
ン酸処理によって除去される。
【００６１】 図６および７Ａが示す埋込酸化物および対極上には、ＳｉＯxのアラインメン
ト層２１０が蒸着される。アラインメント層２１０は、以下に説明するように、
液晶を整列させる。
【００６２】 図８が示すように、各ディスプレイ・エリアの周囲には、フレーム接着材２１
２が配置される。さらに、各ディスプレイ上の１点には銀ペーストが配置され、
結合されると対極が回路に接続される。充填穴は、以下に説明するように、液晶
を充填するために残される。フレーム接着材は、複数のスペーサ・ボールを有し
ている。スペーサ・ボールの直径は、３〜４μｍである。ＴＦＴガラスと対極ガ
ラスとは、合わせて加圧される。スペーサ・ボールは、結合圧力が加わる際に両
層が１．８μｍの間隔で離隔されることを保証する。アクティブ・マトリクス・
エリアには、スペーサは存在しない。次に、結合されたウェーハが硬化される。
好ましい実施形態ではスペーサ・ボールが使用されているが、ポスト（post）の
ような他のスペーサ方式を使用してスペーサのないディスプレイを製造可能とす
ることは認識されている。
【００６３】 硬化後、２枚のガラスであるＴＦＴガラス２０４および対極ガラス１９８は刻
みを付けて分割される。２つのガラス層は刻みを付けられて２つの反対端で分割
され、図９では、ＴＦＴガラス２０４が対極ガラス１９８に対して右に移動して
見えるようにずらされる。
【００６４】 個々のディスプレイは、保持トレイ内に配置されて液晶内に浸漬され、埋込層
と対極との間の空間が充填される。液晶１４６は、両アラインメント層２１０間
に配置される。次に、充填穴が充填され、これがディスプレイ・アッセンブリの
最終ステップとなる。
【００６５】 モジュール・アッセンブリは、フレックス・ケーブル２１４および１対の偏光
器２１６を付着させ、これらをモジュール２１８内に組み込むことから成る。図
９には、ディスプレイ１１０の断面図が示されている。明確にするため、ディス
プレイのエレメントは縮尺通りには示さず、ピクセルは１つのみが示され、図示
していないエレメントもある。ディスプレイ１１０はアクティブ・マトリクス部
分２２０を有し、アクティブ・マトリクス部分２２０は、間に置かれた液晶材料
層１４６によって対極１４４から離隔されたピクセル・エレメント１３８を含ん
でいる。各ピクセル・エレメント１３８は、トランジスタ１４０とピクセル電極
１４２とを有している。アクティブ・マトリクス部分２２０は、アクティブ・マ
トリクスを使用して高輝度光を必要とする投射が行われる場合にトランジスタ（
ＴＦＴ）１４０を保護するアルミニウム製の遮光部２２４を有している。対極１
４４は、はんだバンプ２２６によって残りの回路に接続されている。マトリクス
２２０は、ガラス基板の対１９８および２０４と境を接している。アクティブ・
マトリクス部分２２０の外側寄りには、追加のガラス板対２２８が配置されてい
る。ガラス板２２８は、偏光器２１６から離隔して配置されている。その空間は
、絶縁層２３０を形成している。ディスプレイ１１０のモジュール２１８は、ア
クティブ・マトリクス部分２２０と、ガラス板２２８と、偏光器２１６とを含む
２部構成のケースである。室温加硫（ＲＴＶ）ゴム２３２は、ケース内の適正位
置へのエレメントの保持に役立っている。
【００６６】 ガラス基板１９８および２０４の各々は、液晶層１４６とは反対側に１つの偏
光器２１６を有している。偏光器２１６は、ガラス基板１９８および２０４から
ガラス板２２８の外面まで移動することが可能である。偏光器を液晶からさらに
遠ざければ、偏光器材料２１６内部のどのような欠陥点もユーザの目にはとまら
ない。その際、ユーザが液晶材料に焦点を合わせ、偏光器材料２１６を液晶から
遠ざけることにより、欠陥点はユーザの被写界深度から除去される。
【００６７】 液晶の応答を速くするための対極および酸化物層間の距離は、プール２０８に
おいて２．０μｍである。両エレメント間の距離が狭い場合は、より小さい液晶
を捩ることで光を通過させなければならなくなる。但しこの距離を狭めると、液
晶の粘性によりディスプレイの充填が困難になるという問題点が追加発生する。
したがって、適正な液晶の選択に当たっては、液晶の特性を評価する必要がある
。
【００６８】 望ましい液晶の選択に際しては、考慮しなければならない特性が多くある。特
性の幾つかには、液晶の動作温度範囲、複屈折（デルタｎ＝ｎe−ｎ0）、動作電
圧、粘性および固有抵抗が含まれる。粘性に関しては、流れ粘度および回転粘度
の２点が試験される。好ましい粘性範囲は、温度範囲０〜７０℃において、流れ
粘度が４０センチポイズ（ｃｐ）未満であり、回転粘度が２００ｃｐ未満である
。
【００６９】 液晶の選択に際して試験される別の特性としてデルタｎがある。デルタｎの値
は、セル間隙および液晶の２表面におけるプレチルト角に依存する。２表面にお
けるプレチルト角は、埋込酸化物上に蒸着されるＳｉＯxのアラインメント層お
よび対極に影響される。間隙が２μｍであれば、０．１８を超えるデルタｎが好
ましく、望ましくは０．２８５である。間隙が大きい場合は、異なるデルタｎが
必要であり、５μｍの間隙であれば０．０８〜０．１４の範囲のデルタｎが望ま
しい。
【００７０】 粘性およびデルタｎ（Δｎ）に加えて、液晶の選択に際しては、液晶のしきい
値電圧および電圧保持率が試験の基準となる。好ましい実施形態では、しきい値
電圧は１．８ボルト未満であり、好ましくは約１．２ボルトである。電圧保持率
は、好ましくは９９％を超える。
【００７１】 その他の望ましい特性は、ＵＶに対する即時整合および安定性と、高い光学強
度である。必要であれば、デルタｎについては妥協して、より低い粘性およびよ
り低い作動電圧を達成させることが可能である。
【００７２】 好ましい実施形態では、液晶としてＳＦＭ（超弗素化材料）が選択された。い
くつかの好ましい実施形態では、Ｍｅｒｃｋから市販されているＴＬ２０３およ
びＭＬＣ−９１００−０００の一方が選択された。
【００７３】 液晶は、２表面から延びる化学鎖で形成される。図７Ａに示すＳｉＯxのアラ
インメント層２１０が埋込酸化物１７４および対極１４４上に蒸着されるか、も
しくは、好ましい実施形態では、図７Ｃ１におけるピクセル電極１４２および対
極１４４が互いに９０゜の方向に向けられる。アラインメント層２１０は、液晶
１４６を事前整列する。アラインメント層２１０は、約５００オングストローム
の厚さを有している。
【００７４】 液晶鎖が捻れるか捻れないかは、関連づけられたピクセル電極に印加される電
圧に依存する。偏光プレートに関連するこの捻れは、液晶を白または透明状態と
暗色状態との間で変化させる。
【００７５】 液晶と偏光プレートとの関係に依存すると同時に、液晶は、弛緩位置では透明
または暗色の何れかに見え、かつ駆動状態では逆に暗色または透明の何れかに見
える。好ましい実施形態では、液晶は弛緩位置で透明に、また駆動状態で暗く見
える。
【００７６】 上述のように、ディスプレイ１１０は、異なるピクセル数のアクティブ・マト
リクス・アレイを有することができる。図１０は、代替回路の（６４０×４８０
）ピクセル・ディスプレイのアクティブ・マトリクス・ディスプレイ・ダイ２４
０の概略を示している。図２が示す実施形態とは対照的に、このディスプレイは
、同時に別個に給電する四分の一区画に分割されている。この集積回路ディスプ
レイ・ダイ２４０は、ディスプレイ・マトリクス回路２４２と、１対の垂直シフ
ト・レジスタ２４４と、水平シフト制御部２４６と、４つの水平シフト・レジス
タ２４８と、複数の転送ゲート２５０とを有している。
【００７７】 デジタル−アナログ増幅器からのアナログ・ビデオ信号は、４つのビデオ信号
ライン２５２上を、ディスプレイ・マトリクス回路２２４の上下に配置された転
送ゲート２５０に伝送される。集積回路ディスプレイ・ダイ２４０は、上述の列
リセット回路１５４と類似の列リセット回路２５４を有している。ディスプレイ
・マトリクス回路２４２は、図２に関連して上述され、かつ図２０Ａにより詳し
く示されているものに類似するエレメントを有している。
【００７８】 ４８０×３２０および１２８０×１０２４のように、アレイがより小さい場合
も、より大きい場合も共に、ディスプレイを複数のセクターに分割し、個々のセ
クターを独立して駆動することが望ましい場合もある。その他、複数のチャネル
・ドライバを有するディスプレイの別の説明が、本明細書にその全内容を参照に
より引用する１９９７年９月３０日出願の米国特許出願第０８／９４２，２７２
号の発明「カメラ用カラー・ディスプレイ・システム」に記載されている。
【００７９】 図１１は、低電圧ビデオ用マイクロディスプレイの集積回路ディスプレイ・ダ
イ２５８を示しており、ビデオは、図１１の上側の一方からディスプレイの偶数
列へ供給され、かつ他の一方からは奇数列用のビデオが供給される。集積回路デ
ィスプレイ・ダイ２５８には、ディスプレイ・マトリクス回路２６０と、垂直シ
フト・レジスタ１２０と、水平シフト制御装置１２２と、１対の水平シフト・レ
ジスタ１２４および１２６と、複数の転送ゲート２６２とが組み込まれている。
転送ゲート２６２は、相補型ペアのＮチャネル１０２０トランジスタおよびＰチ
ャネル１０２２トランジスタによって実現できる。
【００８０】 １対のビデオ信号ライン２６４は、アナログ・ビデオ信号を、図３９Ｂに関連
して後に詳述するように、１対のデジタル−アナログ増幅器３５６から転送ゲー
ト２６２に伝送する。転送ゲート２６２は、水平シフト・レジスタ１２４および
１２６によって制御される。水平シフト・レジスタ１２４および１２６は、水平
シフト制御部１２２によって制御される。水平シフト・レジスタは、入力される
ビデオ信号によって、ビデオ信号の当該ビットまたはセグメントが送信される２
列を選択する。図２および１０が示す集積回路ディスプレイ・ダイとは対照的に
、２つのピクセルは、１つは偶数列にかつ１つは奇数列に同時に書き込まれる。
【００８１】 ディスプレイ・マトリクス回路２６０は、先の実施形態と同様に複数のピクセ
ル・エレメント１３８を有している。各ピクセル・エレメント１３８は、トラン
ジスタ１４０とピクセル電極１４２とを有している。ピクセル電極１４２は、図
２０Ａで最も詳しく示されているように対極１４４および中間層である液晶１４
６と共に作用し、画像を生成するためのピクセル・キャパシタ１４８を形成して
いる。
【００８２】 水平シフト・レジスタ１２４を使用して信号を受信する列を選択することに加
えて、行の選択も行う必要がある。行の選択は、垂直シフト・レジスタ１２０が
行う。垂直シフト・レジスタ１２０からの行ライン１５０は各トランジスタ１４
０のゲートに接続され、行の各ピクセルをオンにする。１つの行の各ピクセルが
オンの状態で、２つの列１５２（各々がそれぞれの水平シフト・レジスタ１２４
または１２６によって）が選択されると、２つのピクセルが選択され、ビデオ信
号が液晶を駆動する、もしくはピクセル・エレメントの液晶を弛緩させる。
【００８３】 図２の集積回路ディスプレイ・ダイ１１６と対照的に、２つの水平シフト・レ
ジスタと２つのビデオ信号回線とは存在するが、各ビデオ信号ラインは、ビデオ
信号および反転ビデオ信号の両方を受信する。信号は各フレームまたはサブフレ
ームで切り換えられ、フレーム反転と呼ばれている。さらに、対極への電圧（ＶCOM ）は、後述のようにフレームまたはサブフレーム毎に切り換えられる。この
集積回路ディスプレイ・ダイもまた、列リセット回路１５４を有している。後に
より詳しく説明する低電圧ビデオ（ＬＶＶ）では、対極の電圧が切り換えられ、
サブフレームの開始時に初期化が発生する。一度に２つのピクセルへの書込みを
行う集積回路ディスプレイ・ダイ２５８をＬＶＶでは論じているが、これらは互
いに他方を必要とするものではない。
【００８４】 マイクロディスプレイ１１０上の画像は、好ましい実施形態では、液晶１４６
を通して光を照射することによって、もしくは液晶１４６を背面から照射するこ
とによって見える。図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃは、バックライト系２６６を
示している。
【００８５】 図１２Ａは、ディスプレイ１１０に関するバックライト系２６６の好ましい実
施形態の分解組立図を示したものである。回路基板２６８上には、複数のバック
ライトＬＥＤ２７０が取り付けられている。好ましくは、３つのＬＥＤを使用し
て３色が供給される。ＬＥＤ２７０を有する回路基板２６８は、バックライト・
ハウジング２７８によって保持される。バックライト・ハウジング２７８とディ
スプレイ１１０との間には、ディフューザ２８２と共に、３Ｍ社から市販されて
いる「ＢＥＦ」のような輝度増強フィルム２８０をオプションとして使用するこ
とができる。図１２Ｂおよび１２Ｃに見られるように、回路基板２６８はバック
ライト・ハウジング２７８の第１側面に取り付けられており、バックライトのア
クティブ・エリアは、ハウジング２７０の第２側面上のディフューザ２８２によ
って形成される。
【００８６】 マイクロディスプレイ１００とバックライト系２６６とは、レンズ系２８４で
結合される。図１３Ａは、組み立てられたディスプレイ・モジュール２８６の斜
視図である。分解組立図である図１３Ｂは、システム２８６のエレメントを詳し
く示している。バックライト反射器はバックライト・ハウジング２７８内に配置
され、バックライト・ハウジング２７８はディスプレイ１１０にエポキシ接着剤
で、または複数のクリップ２８８で直接接着することができる。ディスプレイは
ディスプレイ・ホルダ２９０によって保持されるが、ディスプレイ・ホルダ２９
０はまた、ユーザが透明の窓２９２を通じて見るディスプレイのアクティブ・エ
リアの可視境界を限定する働きをすることもできる。一般にレンズ系２８４の一
部として考えられている透明の窓２９２は、光学ホルダ２９４により保持されて
いる。光学ホルダ２９４はさらに、色補正エレメント２９６とレンズ２９８とを
保持している。光学ホルダ２９４には、オプションの第２レンズを配置すること
ができる。
【００８７】 光学ホルダ２９４は、ハウジング・エレメント３００内にスライド式に配置さ
れている。光学ホルダ２９４にあるピン３０２はホルダ２９４をリング３０４に
結合させることにより、リング３０４が回転すると光学ホルダ２９４は光軸３０
６方向に移動する。リング３０４をハウジング・エレメント３００に保持する保
持パネル３０８もまた、図９でモジュール２１８と称されるディスプレイ・ホル
ダ２９０を固定している。図１３Ａおよび１３Ｂが示す組み立てられたディスプ
レイ・モジュール２８６は、１５ｃｍ3未満の容積を有する。
【００８８】 組み立てられたディスプレイ・モジュール２８６は、図４３に示すファインダ
・ハウジング８６２のような外部ハウジングの中に、または本明細書に記述され
ている図４１におけるもののような他のデバイス・ハウジングの中に装着される
。これらの小型の高解像度ディスプレイは、ユーザの目から０．５インチ〜１０
インチの範囲でユーザの手中に保持された場合に明瞭な画像が供給されるように
拡大する必要がある。
【００８９】 図１４Ａでは、図１３Ａおよび１３Ｂの光学ホルダ２９４に内蔵されて、マイ
クロディスプレイ１１０の画像を拡大するレンズ２９８が示されている。０．２
４インチ対角のマイクロディスプレイを有するＱＶＧＡ（４分の１ＶＧＡ３２０
×２４０）ディスプレイの場合、好ましい実施形態では、レンズ２９８は、約３
０．４ｍｍの外径３１２と約８ｍｍの光軸３０６における厚さ３１４とを有して
いる。レンズ２９８は、ディスプレイから光を受光しかつ約２１．６ｍｍの曲線
直径を有する内面３１６を有し、ビューイング面３１８は約２２．４インチの直
径３２０を有している。レンズ２９８の周縁３２２は、レンズ２９８を光学ホル
ダ２９４内に保持するために使用され、約２ｍｍの厚さ３２４と約４ｍｍの半径
３２８とを有する。好ましい実施形態では、レンズ２９８はアクリル製であるが
、ポリマー材料またはガラス製でも可能であることは認識されている。この種の
レンズのこの特定例は、１６度の視界と５０ｍｍのＥＲＤ（アイ・リリーフ距離
）とを有している。
【００９０】 図１４Ｃは、レンズ２９８を有する組み立てられたディスプレイ・モジュール
２８６の代替例の断面図である。透明の窓２９２を伴うレンズ２９８および図１
４Ｂには示されていない色補正エレメント２９６は、光学ホルダ２９４で保持さ
れている。
【００９１】 バックライト・ハウジング２７８は、３つのＬＥＤ２７０を有している。マイ
クロディスプレイ１１０は、ハウジング・エレメント３００とバックライト・ハ
ウジング２７８との間に組み込まれたモジュール２１８の中にある。
【００９２】 図１４Ｂには、別の好ましい実施形態である大きい視界を有する１．２５イン
チ径のレンズ系３３０が示されている。３つのレンズ・エレメント３３２、３３
４および３３６は、ディスプレイ１１０上の画像を拡大する。
【００９３】 色補正エレメント２９６は、入射光を位相補正する円形上ステップを持つ異型
表面を有する透明な成形プラスチック・キノフォルムで形成できる。好ましい実
施形態２９６の構成では、図１５に示すように、単レンズ２９８がＱＶＧＡディ
スプレイ１１０用色補正エレメント２９６であるキノフォルムに隣接配置されて
いる（サイズ単位はｍｍ）。キノフォルム２９６は、レンズに対面する凹面２９
６ａを形成するように成形されたアクリル材料から製造することができる。表面
２９６ａに反射防止コーティングを施し、透過性を向上させることができる。凹
面は、半径および幅の異なる多数の区域に分かれている。各区域は、表面のステ
ップで分離されている。ＱＶＧＡディスプレイは好ましくは１５０〜３００の区
域を有し、６４０×４８０ディスプレイは５００〜１０００の区域を有する。
【００９４】 カラー・ディスプレイ用光学系の別の好ましい実施形態は、本明細書にその全
内容を参照により引用する１９９５年１１月３０日出願の、米国特許出願第０８
／５６５，０５８号に記載されている。カラー・ディスプレイ用光学系に関する
追加の詳細事項は、本明細書にその全内容を参照により引用する１９９７年１１
月１０日出願の、発明の名称「携帯通信システム用の反射型マイクロディスプレ
イ」のＪａｃｏｂｓｅｎ外の米国特許出願第０８／９６６，９８５号に記載され
ている。
【００９５】 画像の生成においては、後に詳述されるように、液晶のピクセル・セグメント
を捻ることおよび捻りを戻すことの両方がなされ、かつ制御が必要なバックライ
ト系２６６のＬＥＤ２７０が、後述のように発光して画像が生成される。発光に
加えて、輝度を変えるのが望ましいこともある。
【００９６】 ＬＥＤ２７０が製造されるとき、所定の電流に対する輝度はＬＥＤ毎に、また
はロット毎に変わる。３つのＬＥＤのカラーの赤、青、緑をバランスさせる１つ
の方法では、ポテンショメータを各ＬＥＤに接続して、適正な色温度バランスを
持つように調整する。
【００９７】 図１６Ａは、検出器３４２を有するバックライト系３４０の断面図である。バ
ックライト系３４０は、回路基板３４４およびディフューザ２８２を取り付けた
バックライト・ハウジング２７８を有している。回路基板３４４には、複数のＬ
ＥＤ２７０が取り付けられている。検出器３４２は、回路基板３４４とは反対側
に配置されている。開口またはガラス・ロッド３４６により、回路基板３４４を
貫通して、光をＬＥＤ２７０から検出器３４２にまで通過させることができる。
好ましい実施形態では、検出器３４２はシリコンから製造されている。光導電材
のような他の可視光センサも使用可能であることは明らかである。
【００９８】 図１６Ｂは、ＬＥＤ２７０への電流を制御する回路３４８の略図である。回路
３４８はディスプレイ論理回路３５０を有し、ディスプレイ論理回路３５０は、
ＬＥＤ２７０を選択するマルチプレクサ３５２を介してＬＥＤ２７０を制御する
。好ましい実施形態では、マルチプレクサ３５２はディスプレイ論理回路の一部
である。マルチプレクサ３５２は、ディスプレイ論理回路３５０によって制御さ
れる。ディスプレイ論理回路３５０については、マイクロディスプレイ１１０に
関連して後述する。
【００９９】 ディスプレイ論理回路３５０は、マルチプレクサ３５２／ＬＥＤ２７０との接
続に加えてメモリ３５４にも接続されている。好ましい実施形態では、このメモ
リは、赤、緑および青のＬＥＤ２７０用の所定の輝度レベル値を保持する２４ビ
ット・メモリである。デジタル−アナログ変換器３５６は、メモリ３５４からデ
ジタル値を受け取り、輝度レベルを表すアナログ信号を生成する。
【０１００】 輝度制御回路３６２を使用して、変換器３５６からのアナログ信号を調整でき
る。好ましい実施形態では、輝度制御回路３６２は、変換器３５６の出力におけ
るポテンショメータであってもよい。代替実施形態では、輝度制御回路は変換器
３５６のフルスケール制御回路に接続してもよい。
【０１０１】 フィードバック制御回路３５８は、検出器３４２からの信号を変換器３５６ま
たは輝度制御回路３６２からのアナログ輝度信号と比較し、ＬＥＤ電流駆動回路
３６０用の出力信号を生成する。フィードバック制御回路３５８は、検出器３４
２によって測定されたＬＥＤ輝度が変換器３５６および輝度制御回路３６２によ
って設定された輝度値に一致するように、その出力信号を調整する。好ましい実
施形態では、ＬＥＤ電流駆動回路３６０は、トランジスタ３６６および抵抗器３
６８を使用する。
【０１０２】 大部分の環境では、特に明るい日光の下でディスプレイを可能な限り明るくす
ることが望まれるが、特定状況としては、ディスプレイの利用者が夜間の飛行機
または船舶などの夜間での視覚を保持するためにディスプレイ輝度を下げるのが
望ましい場合もある。
【０１０３】 ディスプレイにおけるバックライトは、標準モードから夜間または微弱光環境
モードに移行する。標準モードでは、例えばモノクロ・ディスプレイ用の単一の
アンバー（琥珀色）、緑または白のＬＥＤ、およびカラー順次ディスプレイ用の
赤、青および緑のＬＥＤといった標準光用のＬＥＤが使用される。
【０１０４】 昼光操作の場合には、「昼用」ＬＥＤが起動され、周囲の日光の下で読み取る
ことが可能なディスプレイが提供される。周囲の光レベルが低下した場合、ＬＥ
Ｄの輝度が低下し、十分に目視できる明るさの画像の提供が可能である。微弱な
周囲光の特定のポイントで、ＬＥＤ輝度の低下要求により「昼用」ＬＥＤがオフ
になり、「夜用」ＬＥＤがオンになる。ディスプレイの明るさがさらに低下する
と、「夜用」ＬＥＤ輝度は低下し、その状態が、特定の最低値またはＬＥＤがオ
フになる特定のポイントに到達するまで続く。図１６Ｂでは、周囲光センサ３６
９は、ＬＥＤ２７０の輝度を変える輝度制御回路３６２に接続している。周囲光
センサ３６９はまたディスプレイ論理回路３５０にも接続しており、それにより
ディスプレイ論理回路３５０は単一カラーの「夜用」ＬＥＤに切り換えることが
できる。
【０１０５】 ディスプレイ輝度が高くなる場合はこの逆が起こり、まず「夜用」ＬＥＤがオ
フになり、「昼用」ＬＥＤがオンになる特定の交差ポイントまで「夜用」ＬＥＤ
の輝度が高くなる。ディスプレイの輝度がさらに高くなると、単に「昼用」ＬＥ
Ｄの輝度が高くなる。
【０１０６】 マイクロディスプレイが配置される環境に応じて、「夜用」ＬＥＤは赤のＬＥ
Ｄまたは青のＬＥＤの何れかになる。典型的には、人の夜間の視覚の保持には赤
がよいと考えられると同時に、赤い光は夜用検出器の使用によってさらに検出性
が高まる。
【０１０７】 夜間照明源は、赤外周波数および近赤外周波数を放射しない種類の光源、また
は夜間光源と他の構造体との間に配置できる赤外周波数および近赤外周波数を除
去するフィルタの何れかから選択できることは明らかである。
【０１０８】 光源の輝度、形体またはカラーは周囲光に依存する可能性があるが、周囲光の
レベルは一般に、後述のカラー順次プロセスに影響を与えない。バックライトの
回路については既に上述した。マイクロディスプレイ１１０の制御回路について
は、後に説明する。
【０１０９】 モノクロ・ディスプレイまたはカラー順次ディスプレイの構成は一般的には同
じであり、ピクセルのピッチまたはサイズも同じである。この点は、赤、緑、青
の各々に個々のピクセルが存在する他のタイプのカラー・ディスプレイとは対照
的である。このディスプレイの特異な点は、マイクロディスプレイ１１０ではな
く光源である。モノクロ・ディスプレイでは、単一の光源が必要とされるが、カ
ラー順次ディスプレイの場合は、別々に３つの光源（例えば赤、緑、青）が存在
する。個別の３カラーが存在する場合は、モノクロ用の１つの発光とは対照的に
、各々のカラーが発光して大部分の画像を生成しなければならない。モノクロの
場合は、ＬＥＤをオンのままにするか、または後述のように発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）をパルス発光させることが望ましいことは認識されている。
【０１１０】 順次カラー・ディスプレイでは、ディスプレイ・パネルは、各原色につき一度
で３回走査される。例えば、２０Ｈｚでカラー・フレームを生成するためには、
アクティブ・マトリクスを６０Ｈｚの周波数で駆動しなければならない。但し、
ちらつきを少なくするためには、６０Ｈｚを超えると可視性のちらつきが減るこ
とから、アクティブ・マトリクスをフレーム・レートが毎秒６０フレームになる
ように駆動することが望ましい。１つのカラー・ディスプレイでは、好ましいフ
レーム・レートは最低毎秒６０フレームであり、各フレームが赤、青および緑の
サブフレームを有していれば、これは毎秒１８０サブフレームになる。これに対
して、３つのサブフレームを持たない１つのフレームだけのモノクロ・ディスプ
レイでは、フレーム・レートはより高くなる可能性があり、好ましい実施形態で
は、フレーム・レートは毎秒７２フレームである。したがって、カラー順次ディ
スプレイ用のディスプレイは実質上モノクロ・ディスプレイ用のディスプレイに
類似しているものの、最終的に望ましいカラー順次ディスプレイを達成するには
、そのサブフレーム・レートをかなり速くしなければならないことが認識されて
いる。
【０１１１】 図２および３に戻って説明すると、画像はアクティブ・マトリクス・ディスプ
レイ１１０内で走査される。その走査は、垂直シフト・レジスタ１２０が最初の
行を選択して次行へと下りて行き、かつ水平シフト・レジスタ１２４または１２
６が各行の書き込みが完了するまで一列ずつ選択することによってなされる。
【０１１２】 図２に示す集積回路ディスプレイ・ダイ１１６にとって好ましいモードである
列反転モードでは、各ピクセル・エレメント１３８用のビデオは、ビデオ信号高
ライン１３２からｐチャネル転送ゲート１２８を通して入力されるビデオと、ビ
デオ信号低ライン１３４からｎチャネル転送ゲート１３０を通して入力される反
転デオとが交互になる。各列においてビデオと反転ビデオ両者間を切り換えるこ
とにより、埋込酸化物１７４および液晶１４６上へのＤＣ電圧の蓄積を防止する
。
【０１１３】 １行目が実行されると、垂直シフト・レジスタ１２０は２行目を選択する。垂
直シフト・レジスタ１２０による選択は、最終行が選択されるまで続く。水平シ
フト・レジスタ１２４または１２６は、最終行の最後の列の書込みが完了するま
で一列ずつを選択する。したがって、最初のピクセル（即ち第１行、第１列）の
書込み完了時と最後のピクセル（即ち最終行、最終列）の書込み完了時との間に
は設定時間遅延が存在する。好ましい実施形態では、最初のピクセルから最後の
ピクセルまでの書込みの遅延は、約３ミリ秒である。
【０１１４】 マイクロディスプレイ１１０の組立ての説明で述べた通り、液晶は電圧変化に
瞬間的には応答しない。図１７は、液晶による応答遅延を示したものである。液
晶１４６の状態は、一般にＶpixel３７０と称されるピクセル電極１４２の電圧
および一般にＶCOM３７２と称される対極１４４の電圧に依存する。最初の、Ｖp ixel ３７２とＶCOM３７２とが等しい状態では、図１７に見られるフレーム３７
８では液晶両端の電圧降下は存在せず、偏光器を通して見られる液晶１４６は、
透明度グラフに示されているように透明である。Ｖpixel３７０が＋Ｖまたは−
Ｖ電圧３７４に達すると、液晶両端の電圧降下または電圧差が存在し、液晶は、
フレーム３８０に見られるように黒に駆動される。
【０１１５】 液晶は回転するための設定時間を要するため、この変化は瞬間的ではない。こ
の時間は、液晶の種類および温度を含む幾つかの因子の関数である。電圧は、液
晶上へのＤＣ電荷の蓄積を防止するためにピクセル上で反転されるため、交番波
形で示されている。
【０１１６】 定常状態の黒に到達すると、ＶpixelはＶCOMに設定され、液晶は透明状態に戻
る。透明から黒への遷移と同様、この変化も瞬間的ではない。黒から透明への状
態変化は、フレーム３８２において見られるように、液晶が黒へと駆動される場
合よりも時間がかかる。図１７は、黒から透明に移行する時間の方が透明から黒
への移行の場合の２．５倍以上かかることを示している。望ましい液晶を室温で
使用する好ましい実施形態では、白から黒への駆動時間は約４ミリ秒であり、液
晶が白に戻る時間は約１０ミリ秒である。
【０１１７】 先に述べた通り、カラー・ディスプレイのちらつきを減少させるには、毎秒１
８０サブフレームまたは１サブフレームにつき６ミリ秒未満のフレーム・レート
が必要である。したがって、毎秒１８０サブフレームのレートでは、液晶は１つ
のサブフレーム内で黒から透明へは移行できない。
【０１１８】 図１８Ａには、赤の画像またはピクセルが望まれる場合の例が示されている。
上側のグラフは、ピクセル電極１４２の電圧Ｖpixel３７０を示している。電圧
Ｖpixel３７０は、液晶を透明に弛緩させる電圧、または液晶を黒に駆動する電
圧に設定される。液晶は、赤のＬＥＤが発光するときは透明であり、かつ緑また
は青のＬＥＤが発光するときは黒または不透明であることが望ましい。したがっ
て、赤のピクセルを得るためには、ピクセル電極１４２の電圧Ｖpixel３７０は
、赤の発光に関連づけられたサブフレーム３８４についてはＶCOMに設定され、
緑および青の発光に関連づけられたサブフレーム３８６については別の電圧に設
定される。毎秒１８０サブフレームを有するマイクロディスプレイ１１０では、
目は赤の発光を発光内の暗い不透明な期間に混和させ、赤いピクセルが生成され
る。
【０１１９】 液晶がその最初のサブフレーム３８４ａにおいて透明状態で始動すれば、緑の
発光に関連づけられたサブフレームである次のサブフレーム３８６ａにおいて黒
に駆動されることが可能である。青い発光に関連づけられた次のサブフレーム３
８６ｂでは、ディスプレイ回路は液晶を黒に駆動し続ける。そのピクセルに対す
るディスプレイ回路がそのピクセル電極１４２の電圧Ｖpixel３７０をＶCOMに設
定すると、液晶は弛緩できる。しかし液晶１４６は、図に示すように、サブフレ
ーム３８４ｂが実行される時間までに透明状態には到達しない。図１８Ａでは、
液晶は約５０パーセント（％）の透明度にしか到達していない。緑のサブフレー
ムである次のサブフレーム３８６ｃでは、液晶１４６は再度黒に駆動される。し
たがって、この赤のピクセルに関する液晶が、発光前にその透明状態に到達する
ことはなく、最大の輝度またはコントラストは達成されない。
【０１２０】 カラー順次ディスプレイでは、ディスプレイは、それが静止画像のものであっ
ても、ディスプレイ・シーケンスは赤の画像、緑の画像、青の画像を順次表示す
ることから動的である。
【０１２１】 図３に戻ると、液晶が捻れるかまたは捩れを戻すのに十分な高速応答を保有す
場合、もしくはサブフレームがより長い時間期間であれば、書込みが行われる最
終ピクセル３８８でさえも、書込みボックスの終わりによって表示される通り、
ＬＥＤの発光以前に最終位置に安定する。しかし液晶は、図１８Ａが示すように
、ちらつきの防止に必要なフレームまたはサブフレーム・レートで安定になるの
に十分な速度で応答しない。ピクセルが順次書き込まれる際には、最初のピクセ
ル３９０への書込みは、最後のピクセル３８８よりも設定された時間だけ早く行
われる（即ち、捻るように駆動されるか、弛緩が可能になる）。好ましい実施形
態では、最初のピクセル３９０と最後のピクセル３８８への書込みの間の時間は
、約３ミリ秒である。
【０１２２】 したがって、バックライトが発光するまでは、最後のピクセル３８８に関連づ
けられた液晶１４６と、最初のピクセル３９０に関連づけられた液晶１４６とは
同じ応答時間を保有しない。
【０１２３】 ２つのピクセルで異なる液晶の捩れでは、液晶を通過する光量には差があり、
したがって、コントラスト、輝度、色の混和はディスプレイのコーナー毎に変わ
る可能性がある。例えば、ディスプレイが最初のピクセルおよび最後のピクセル
で黄などの中間色を保有していても、その色は同一ではない。
【０１２４】 図１８Ｂには、赤の発光と緑の発光とが見えるように、かつ青の発光は見えな
いようにして生成される黄ピクセルの形成例が示されている。図１８Ｂは、ビデ
オ信号が各ピクセル電極１４２の電圧Ｖpixel３７０を、赤のサブフレームおよ
び緑のサブフレームではＶCOMに、かつ青のサブフレームでは別の電圧に設定す
ることを示している。したがって、このピクセルに対するビデオは、青のサブフ
レームに関してはそのピクセルを黒に駆動し、かつ赤および緑のサブフレームに
関してはこれを弛緩させるように設定される。図１８Ｂにおける青のサブフレー
ムである最初のサブフレーム３９２ａでは、最初のピクセル３９０および最後の
ピクセル３８８は共に定常状態の黒で示されている。最初のピクセル３９０は、
その信号を赤のサブフレーム３９４ａの最初に受信し、液晶は弛緩し始める。最
後のピクセル３８８はその信号を幾分遅れて、好ましい実施形態では３ミリ秒遅
れて受信し、液晶はその時点で弛緩し始める。赤のＬＥＤが発光する時点では、
最初のピクセル３９０および最後のピクセル３８８に関連する液晶１４６は透明
に遷移する異なるポイントにあり、この状況において異なるレベルの赤が生成さ
れる。図１８Ｂが示す実施形態では、次に発光するカラーは緑であり、したがっ
て最初のピクセル３９０および最後のピクセル３８８に関連づけられたピクセル
電極１４２は、サブフレーム３９６ａへの遷移において電圧が変化しない。した
がって、最初と最後のピクセル３９０両方に関連づけられた液晶は、透明に向か
う遷移を続行する。緑のＬＥＤが発光するとき、２つのピクセル３９０および３
８８の液晶は透明へと遷移する異なるポイントにあり、したがって異なるレベル
の緑が存在する。さらに、緑の発光は赤の発光後に発生し、かつ液晶が遷移を終
えるのにさらに時間を要したため、目に見える緑の量は赤の量より多く、この場
合緑がかった黄色が生成される。
【０１２５】 さらに図１８Ｂによれば、次のサブフレームは青のサブフレーム３９２ｂであ
る。ピクセル３９０および３８８は、黒に駆動される。最初のピクセル３９０は
、このサブフレームの開始近くで再度その信号を受信するが、好ましい実施形態
ではこの場合、液晶が黒に変わるには３ミリ秒を要し、液晶１４６は青のＬＥＤ
の発光以前に黒になる。最後のピクセル３８８はこのサブフレームの終わり近く
でその信号を受信し、青のＬＥＤの発光時にはまだ黒へと遷移中である。したが
って、このサブフレーム３９２ｂにおける最後のピクセル３８８は、その黄色の
中に幾分かの青を有する。
【０１２６】 次のフレームである赤のサブフレーム３９４ｂでは、液晶１４６は弛緩中であ
り、透明に変化しつつある。最後のピクセルは先に黒に駆動されており、したが
って透明への遷移の際に、最後のピクセルは再び最初のピクセルから遅れる。
【０１２７】 図１９Ａは、ＬＶＶ（低電圧ビデオ）方法を実行するためのディスプレイ制御
回路４００を示している。このデジタル制御回路４００は、ソースから画像を取
込んでこれをマイクロディスプレイ１１０上に表示する。デジタル制御回路４０
０は、入力４０４で画像データを受信するプロセッサ４０２を有している。プロ
セッサ４０２は、画像データを、タイミング制御回路４１０を介してメモリ４０
６および／またはフラッシュ・メモリ４０８に送信する。画像データは、直列ま
たは並列のデジタル・データ、アナログのＲＧＢデータ、複合データまたはｓ−
ビデオを含む様々な形態であってもよい。プロセッサ４０２は、当技術分野で公
知のように、受信される画像データのタイプに合わせて構成されている。図１９
Ａが示す好ましい実施形態では、信号はデジタルであるか、デジタルに変換され
た後にタイミング制御回路４１０に入力される。
【０１２８】 タイミング制御回路４１０は、プロセッサ４０２からクロックおよびデジタル
制御信号を受信する。タイミング制御回路４１０は、マイクロディスプレイ１１
０およびバックライト系２６６の両方を制御する。タイミング制御回路４１０は
、制御信号を複数のライン４１１に沿ってバックライト２６６に送信する。タイ
ミング制御回路４１０からの制御信号は、マイクロディスプレイ１１０上の画像
に対してＬＥＤ２７０の発光を制御し、ＬＥＤ２７０の発光のタイミング、持続
時間および輝度が制御される。
【０１２９】 画像データは、タイミング制御回路４１０からデジタル−アナログ変換器４１
２を介してマイクロディスプレイ１１０に転送される。アナログの画像データ／
信号は、２つの経路に沿って送信される。一方の経路は、インバータ４１２を通
る信号経路を有する。アナログ・ビデオ信号および反転されたアナログ・ビデオ
信号は、各サブフレームで入力を交互にするスイッチ４１６によってマイクロデ
ィスプレイ１１０に交互に供給される。さらに、ディスプレイ１１０に入力され
かつ対極１４４に印加される共通電圧（ＶCOM）は、スイッチ４１８により２値
に交互に切り換えられる。ディスプレイへのビデオおよびＶCOMを交互に切り換
えるためのスイッチ４１６および４１８は、タイミング制御回路４１０からのフ
レーム制御ライン４２０によって制御される。
【０１３０】 タイミング制御回路４１０は、垂直開始パルス、垂直クロック、水平開始パル
スおよび水平クロックのような制御信号を、ライン４２２および４２４に沿って
ディスプレイ１１０に送信する。ライン４２８は、準備完了、リセット、書込み
イネーブル、出力イネーブル、カラー・イネーブル、アドレスおよびデータの各
信号をメモリ４０６／４０８に向けて送信し、ディスプレイ１１０への画像フレ
ームの配信を制御する。
【０１３１】 図１９Ａおよび図１９Ｂにおいては、共通電圧（ＶCOM）である対極１４４の
電圧は、２つの電圧の間で交互に切り換えられる。ビデオ信号は、実ビデオと反
転ビデオとを交互に切り換えられる。ビデオ信号が各列毎に反転される先の実施
形態における列の反転とは対照的に、ＬＶＶの場合は、ビデオ信号はフレーム毎
にしか反転されない。
【０１３２】 好ましい実施形態では、ＶCOMは、６ボルトのビデオ高電圧（ＶVH）と１．５
ボルトのビデオ低電圧（ＶVL）との間で交互に変わる。したがって、ＶCOMは、
ＶCOMＨＩＧＨと称される高電圧ＶVHと、ＶCOMＬＯＷと称される低電圧ＶVLとの
間で交互に変わる。ビデオ信号電圧は、ＶVLとＶVHとの間で変動する。供給電圧
源（ＶＤＤ）および供給電圧シンク（ＶＥＥ）は共にＶVHおよびＶVLから１．５
ボルトだけオフセットされ、即ちＶＤＤは７．５ボルト、ＶＥＥは０ボルトとな
る。これらのオフセットまたはヘッドルーム（余裕）は、オン状態ではピクセル
・トランジスタの伝導性を増大させ、オフ状態ではピクセル・トランジスタの漏
洩を減少させる。
【０１３３】 フレーム４３２ａにおけるように高ＶCOMの状態で、実ビデオ信号が走査され
るかまたはマトリクス回路／マイクロディスプレイ１１０に書込み４３４が実行
される。液晶１４６が所望位置方向に捻れることを可能にする静止時間または遅
延４３６の後に発光期間４３８が起こり、ＬＥＤバックライト２６６が発光して
画像を表示する。
【０１３４】 次のフレーム、即ちサブフレーム２であるフレーム４３２ｂに先行して、ＶCO M は低下する。ＶCOMが低電圧に切り換わった状態では、ピクセル両端の電圧が変
化するため、走査を終わるとすぐに画像が消去される。しかし、発光期間４３８
は終了しており、かつＬＥＤバックライト２７０は発光していないため、画像損
失は発生しない。
【０１３５】 フレーム４３２ｂにおける低ＶCOM状態では、反転ビデオ信号が走査されるか
、またはマトリクス回路／マイクロディスプレイ１１０への反転ビデオ信号の書
き込み４３４が行われる。同様に、静止時間４３６の後、発光期間４３８が発生
し、リフレッシュされた画像、または新しい画像が表示される。
【０１３６】 次のフレーム４３２ｃに先行して、ＶCOMは上昇する。ＶCOMが高電圧である高
ＶCOMに切り換わると、走査された画像は消去される。高ＶCOMの状態で、実ビデ
オ信号のマイクロディスプレイ１１０への書込み４３４が実行される。遅延が発
生し、次いでＬＥＤの発光が発生する。
【０１３７】 図２０Ａは、ピクセル・エレメント１３８の略図である。ピクセル・エレメン
ト１３８は、トランジスタ（ＴＦＴ）１４０を有しており、これを介してビデオ
が供給される。トランジスタ（ＴＦＴ）１４０は、垂直シフト・レジスタ１２０
からの信号によって制御される。
【０１３８】 電荷を保持し、かつ好ましい実施形態では、前の行ライン（Ｎ−１）である他
の行ライン回線１５０に接続しているストレージ・キャパシタ４４２が存在する
。さらに、ピクセル電極１４２に近接する液晶１４６は、キャパシタ４４４およ
び抵抗器４４６として作用する。ピクセル電極１４２と液晶１４６との間に配置
された埋込酸化物１７４は、第２のキャパシタ４４４として作用する。共通電圧
ＶCOMを有する対極１４４は、上述のように交互に切り換えられる。
【０１３９】 ディスプレイがカラー・ディスプレイであれば、バックライト２６６のＬＥＤ
２７０は、順次別個のカラーを発光する。さらに、各カラーＬＥＤ２７０につき
１つ存在する計３つのスクリーン・スキャンは１つのフレームを構成し、ＶCOM
は各スクリーン、即ちサブフレームで交互に切り換わる。
【０１４０】 発光開始前の遅延時間および発光時間は、図１９Ｂでは同じものとして示され
ている。しかし、遅延時間（液晶応答時間の遅れ）および発光時間は共に、発光
される特定のカラーに依存する。遅延時間は、書き込まれる最後のピクセルに関
連づけられた液晶が、捩れてその特定カラーを見えるようにするのに十分な時間
をいつ有しているかに依存している。発光の持続時間、つまり発光が終わるポイ
ントは、書き込まれる次のフレームの最初のピクセルに関連づけられた液晶が十
分に捩れてバックライトからの光が目で見えるようになる時間に依存している。
【０１４１】 図１９Ａに示すタイミング制御回路４１０は、発光されるカラーに応じて発光
持続時間および遅延または応答時間を変更することができる。さらに、バックラ
イト２６６への電流は、カラーの輝度を調整するために変更することができる。
必要な場合は、ユーザがカラーを変更できるように、タイミング制御回路４１０
にカラー制御回線５２０を追加できる。
【０１４２】 好ましい実施形態では、ＶCOMは５〜６ミリ秒毎に変動する。画像の書込み／
走査の所要時間は、約３ミリ秒である。ＬＥＤが発光する時間期間は、約０．５
ミリ秒である。最後のピクセルへの書込みと発光との間には、図１９Ｂが示すよ
うに約１．５ミリ秒の待ち時間が存在する。発光されるカラーＬＥＤに応じて、
ＬＥＤの発光より前の遅延時間を変更するか、またはＬＥＤ発光の長さを変更す
ることが望ましい場合がある。
【０１４３】 小さいストレージ・キャパシタでは、書込みに必要な時間が短くなるため、よ
り小型のピクセルＴＦＴを使用することができる。液晶が十分な高速応答を有す
る場合、ストレージ・キャパシタは削除でき、液晶のキャパシタンスがストレー
ジ・キャパシタとなる。さらに、ストレージ・キャパシタがなくなれば、より大
きい開口が可能になる。開口が大きくなりかつ口径比が増大すると、バックライ
トの同一の繰り返しでも画像の明るさが増し、または同一の画像の明るさでも使
用合計電力を低減させることが可能である。
【０１４４】 図２０Ｂでは、図１９Ａのディスプレイ制御回路の一部が１つのピクセル１３
８の拡大略図と共に示されている。ピクセル１３８は、転送ゲート２６２を順次
切り換えて列ライン１５２を選択する水平シフト・レジスタ１２４と、行ライン
１５０を選択する垂直シフト・レジスタ１２０によって充電される。ビデオはピ
クセルに書き込まれ、液晶は捩れを開始し、光透過性となる。ディスプレイ全体
の書込みが完了し、かつＬＥＤ発光までの遅延が経過すると、ＶCOM即ち対極１
４４に印加される電圧はフレーム制御ライン４２０によって高電圧から低電圧へ
、もしくはこの逆に切り換えられる。同時に、ビデオ信号も実ビデオから反転ビ
デオへ、またはこの逆に切り換えられ、これにより次のフレームのビデオが切り
換えられる。
【０１４５】 液晶は、捩れて、光透過性または光学的不透明となることが可能である。偏光
器の方向は、液晶が透過性である白に駆動されるか、もしくは不透明である暗色
に駆動されるかに影響を与える。
【０１４６】 図２１では、一番上のグラフ４５２は、サブフレーム毎に切り換わる対極１４
４への電圧ＶCOMを示している。好ましい実施形態では、この電圧は６ボルトと
１．５ボルトとの間で切り換わる。ＶCOMをリセットすれば、ピクセル１３８へ
の基準電圧が変化する。
【０１４７】 ２番目の線４５４は、ビデオ信号と反転ビデオ信号との間で切り換わるビデオ
信号を示している。ビデオ信号は、透明を表す電圧から黒を表す電圧へと変化し
ている。ＶCOMが、好ましい実施形態では１．５ボルトである低電圧のとき、透
明を表す電圧は、好ましい実施形態ではＶCOM１．５ボルトに等しくなり、黒を
表す電圧は、６ボルトに等しくなる。この２番目の線は、電圧ＶCOMから電圧が
４．５ボルトだけオフセットされた黒用のビデオ信号を表している。
【０１４８】 図２１の中間の２つの線４５６および４５８は、ある特定のピクセル・エレメ
ントでオフセットされた電圧を示している。２つの線のうちの上側のライン４５
６は黒に書き込まれるピクセルを示し、下側の線４５８は透明に書き込まれる同
じピクセルを示している。
【０１４９】 ３番目の線４５６では、ピクセルは透明状態で始まる、即ちピクセル電極と対
極との間でオフセットされた電圧はゼロである。このピクセルに対して固有の列
および行が選択されると、ピクセル電極の電圧は、ＶCOMから４．５ボルトだけ
オフセットされて、即ちＶCOMが６ボルトである好ましい実施形態では１．５ボ
ルトに設定される。液晶は、暗色位置に駆動され始める。設定された時間期間の
後、ピクセルへの書込みは完了し、ＬＥＤが発光される。ＶCOMが６ボルトから
１．５ボルトに切り換えられると、１番目の線４５２が示すように、このピクセ
ル電極のオフセットは４．５からゼロに移行し、この時点で液晶は透明方向に弛
緩して戻る。ビデオ信号がピクセルに再度書き込まれて、そのピクセルを黒に駆
動するとき、ビデオ信号は再度４．５ボルトだけオフセットされるが、この場合
は６ボルトのビデオ信号となる。設定された時間期間の後、ＬＥＤの発光が発生
する。ＶCOMが再度１．５ボルトから６ボルトに変化すると、ピクセル電極と対
極とのオフセットはゼロに戻り、液晶は透明に戻る弛緩を開始する。このパター
ンが、繰り返される。
【０１５０】 図２１の４番目の線４５８に関しては、これは透明へと書き込まれるピクセル
を示しており、ピクセルは黒で始まり、ＶCOMとビデオとのオフセット電圧は４
．５ボルトである。ピクセル電極に透明への書込みが行われると、ＶCOMとピク
セル電極との間のオフセット電圧はゼロになり、液晶は透明位置に向けて回転し
始める。設定された時間期間の後、ＬＥＤが発光する。対極の電圧が６ボルトか
ら１．５ボルトに切り換えられると、ピクセル電極と対極との間のオフセットは
ゼロから４．５ボルトに移行し、液晶は黒に駆動され始める。ピクセル電極への
次の書込みが行われる際には、ピクセル電極の電圧は対極の電圧に等しくかつオ
フセット電圧はゼロである１．５ボルトに設定され、この時点で液晶は透明状態
に戻るために弛緩し始める。設定された時間の後、ＬＥＤが発光される。対極の
電圧が次に１．５ボルトから６ボルトに切り換えられると、ピクセル電極と対極
との間の電圧のオフセットは再度４．５ボルトとなり、このピクセル電極に関連
づけられた液晶は黒に駆動される。このピクセル電極に対するビデオ信号が白に
書き込まれるとき、電圧は６ボルトに設定され、ピクセル電極と対極との間の電
圧オフセットはゼロボルトとなり、液晶は透明位置へ戻るために弛緩し始める。
このパターンが、繰り返される。
【０１５１】 図２１の５番目の線４６０は、ピクセルに対するビデオ信号を表示している。
簡単でわかり易くするために、そのピクセルに関連づけられた時間期間における
ビデオ信号だけが関連しているが、ビデオ信号はフレーム全体に渡り一定に示さ
れている。最初のサブフレーム４６４ａでは、ビデオ信号が液晶を黒に駆動し、
この場合には信号の電圧はＶCOMから４．５ボルトだけオフセットされているか
、もしくは１．５ボルトである。次のサブフレーム４６４ｂでは、書き込まれる
信号は透明に対するものであり、この場合には電圧はＶCOMの電圧に設定され、
電圧ＶCOMがすでに１．５ボルトに切り換わっている場合には電圧ＶCOMが再度１
．５ボルトである理由から、電圧は１．５ボルトに留まる。第３のサブフレーム
４６４ｃでは、ビデオは再度透明に向けて設定される。但し、その時点でＶCOM
は１．５ボルトから６ボルトに切り換わっていて、ビデオ信号も同様に１．５か
ら６ボルトに変化し、或いは反転されるため、オフセットはゼロのままである。
図示された第４のサブフレーム４６６ａでは、ピクセルが黒に戻るようなビデオ
信号への書込みが行われ、この場合ビデオは、ＶCOMの電圧から好ましい実施形
態では４．５ボルトだけオフセットされる必要がある。このサブフレームにおけ
るＶCOMは１．５ボルトであり、またビデオは６ボルトに設定される。
【０１５２】 最も下の６番目の線４６２は、垂直の破線４７２が示す適正な位置で書き込ま
れる、上の線４６０からのビデオを使用するピクセルのビデオを示している。ビ
デオ・ピクセルは、当初対極とのオフセットはゼロであるが、ピクセル電極が黒
に書き込まれると、オフセットが４．５ボルトに設定される。ピクセル１３８に
関連づけられた液晶は、捩れて黒に駆動される。発光は垂直の破線４７４で示さ
れているが、発光の時点でピクセル電極は既に駆動済みであって液晶は黒に向か
って回転しており、赤の発光は見えない。対極が６ボルトから１．５ボルトに切
り換わると、対極とＶPIXELとの間の電圧オフセットはゼロになるため、ピクセ
ルは透明に弛緩し始める。ピクセル電極への書込みに際しては、透明への書込み
が行われるが、電圧は既にゼロ・オフセットになっているため変化は発生しない
。サブフレーム４６４ｂの発光の発生時には、液晶は既に透明位置への回転を完
了しており、ピクセルにおいて緑の発光が見える。
【０１５３】 サブフレーム４６４ｃの始めで対極が１．５ボルトから６ボルトに切り換わる
と、ピクセル電極の電圧と対極との間のオフセットは４．５ボルトになり、液晶
は黒状態に駆動され始める。ピクセル電極が透明（白）に書き込まれると、ピク
セル電極の電圧は６ボルトに設定され、この時点で当該電圧と対極との間のオフ
セットはゼロとなって液晶は透明に戻るために弛緩し始める。発光の発生時には
、液晶は既に透明状態に向けて移行中であり、青のＬＥＤ光が見える。
【０１５４】 次のサブフレーム４６６ａの始めで対極が６ボルトから１．５ボルトに切り換
わって戻ると、対極とピクセル電極との間のオフセットは４．５ボルトになり、
液晶は黒へと駆動され始める。ピクセル電極が再び黒状態に書き込まれると、ピ
クセル電極の電圧に変化はなく、発光が発生すると、液晶は光を阻止して赤のＬ
ＥＤは見えず、青と緑の光が見えてシアン（緑がかった青色）になる。
【０１５５】 図２２は、図１８Ｂが示すものと同様に、最初のピクセルおよび最後のピクセ
ルに対する黄色のピクセルの生成を示したものであり、対極１４４の電圧ＶCOM
は、各サブフレームの後に切り換わっている状態である。一般にフレームを赤、
緑、青のサブフレームと称するが、最初に来るカラーの発光および順序は単なる
好みでしかない。このピクセルのビデオは、方形波が示すように、青のサブフレ
ーム４６８ｂではピクセルを黒に駆動し、赤のサブフレーム４６８ｒおよび緑の
サブフレームではこれを弛緩させるように設定される。図２２における最初のサ
ブフレームである青のサブフレーム４６８ｂでは、最初のピクセルおよび最後の
ピクセルの液晶は共に定常状態である黒で示されている。最初のピクセル３９０
は、赤のサブフレームの開始時にその信号を受信し、液晶は弛緩し始める。最後
のピクセル３８８はその信号を幾分遅れて、好ましい実施形態では３ミリ秒遅れ
て受信し、液晶はその時点で弛緩し始める。赤のＬＥＤが発光する時点では、最
初のピクセルおよび最後のピクセルに関連する液晶は透明に遷移する異なるポイ
ントにあり、この状態では、図１８Ｂの場合のように異なるレベルの赤が生成さ
れる。但し、前の実施形態とは対照的に、対極への電圧の切換により、透明のピ
クセルは黒にリセットされる。これは、赤のサブフレーム４６８ｒと緑のサブフ
レーム４６８ｇとの間の下降傾斜で示されている。
【０１５６】 次に発光する光は緑である。最初のピクセルは、緑のサブフレーム４６８ｇの
開始時にその信号を受信し、液晶は弛緩し始める。最後のピクセルはその信号を
幾分遅れて、好ましい実施形態では３ミリ秒遅れて受信し、液晶はその時点で弛
緩し始める。緑のＬＥＤが発光する時点では、これら２つのピクセルに関連する
液晶は透明に遷移する異なるポイントにあるため、異なるレベルの緑が存在する
。但し、対極への電圧がフレーム毎に切り換えられるため、前の実施形態とは対
照的に、液晶は、赤のＬＥＤに比較して、緑のＬＥＤの発光の前に十分な遷移時
間を持たない。したがって、最初のピクセルおよび最後のピクセルが赤対緑の同
一比を有する場合に、カラーはより均質となる。
【０１５７】 さらに図２２によれば、次のサブフレームは青のサブフレーム４６８ｂである
。緑のサブフレーム４６８ｇと青のサブフレーム４６８ｂとの間の傾斜が示すよ
うに、ピクセルは、対極への電圧ＶCOMの切換により黒に駆動される。前の実施
形態とは対照的に、最初のピクセル３９０と最後のピクセル３８８は共に、対極
への電圧の切換によって同時に黒に駆動される。個々のピクセルの書込みに際し
ては、ピクセルが黒に書き込まれるため、変化は起こらない。したがって、青の
ＬＥＤが発光する時点では、最後のピクセル３８８は遷移を終わっている。対極
への電圧ＶCOMの切換の状態では、上から下まで依然として輝度に変動はあるが
、カラーは均質となる。
【０１５８】 １つの代替実施形態では、各ピクセル・エレメント１３８のストレージ・キャ
パシタ４２２は、前の行ライン１５０ではなく新しいＬＶＶディスプレイのブラ
ック・マトリクス１９０に接続されている。ブラック・マトリクス１９０に接続
されたストレージ・キャパシタ４４２により、マイクロディスプレイ１１０は、
上から下へ、または下から上へと進むことができる。この際、ビデオ・データは
デジタル的に記憶され、ビデオは、上から下へ、次には下から上へと交互に走査
されて画像全体に渡る書込みと発光との間の時間の平均化を可能にする。
【０１５９】 優れたカラー鮮明度を達成するためには、液晶は、位相整合４７６より前、或
いは位相整合４７６の間に適正な状態への遷移を完了しなければならない。図２
３Ａは、これを示したものである。そうでなければ、液晶の状態は、前のサブフ
レームにおける液晶の位置、即ち状態によって影響される（例えば、緑の発光は
赤のフィールドにおける液晶の状態に依存する）。これらのピクセルは書込み位
相４７２の間の最後に更新されものであるため、この「カラー・シフト」効果は
、まずディスプレイの下部に現れる。
【０１６０】 上述の通り、ＬＶＶ（低電圧ビデオ）は、対極１４４の電圧の切換と初期設定
との組合せである。以下、初期化について説明する。
【０１６１】 初期化は、画像をディスプレイに書き込む前に発生する。初期化位相（Ｉｎｉ
ｔ）４７４は、図２３Ａにおいて書込み位相４７２の直前に示されている。初期
化位相４７８は、好ましい実施形態では、黒−白および白−黒の液晶遷移時間が
異なるという事実を利用している。黒−白遷移の方が遅い１つの好ましい実施形
態では、全てのピクセルは、バックライトの発光後、フィールドの開始時に、ピ
クセルへの電圧ＶPIXELを対極と同一電圧ＶCOMに設定する（初期化と呼ばれる）
ことによって白状態に初期化される。
【０１６２】 １つの好ましい実施形態では、奇数行がまずＶCOMに設定され、続いて偶数行
がＶCOMに設定される。ピクセル電極がＶCOMに設定された状態で、そのピクセル
に関連づけられた液晶が他の何らかの状態にあれば、液晶は透明状態に弛緩し始
める。これにより、透明（白）に書き込まれる予定のピクセルには優先スタート
がもたらされ、沈降位相４７６は、より高速の透明（白）−黒遷移に限ってのみ
必要とされる。（最適な初期化状態は、液晶の化学的性質、配列およびセル・ア
ッセンブリなどの特殊性に依存すること、かつ所定のディスプレイにとっては黒
、透明または中間の灰色レベルへの初期化が好ましいこともあることが認められ
ている。）
【０１６３】 初期化位相４７８においてピクセル電極への電圧ＶPIXELがＶCOMにリセットさ
れると、書込み位相４７２が開始され、最初のピクセルがその信号を受信して遷
移し始める。最後のピクセルがその信号を受信するまで、各ピクセルはその信号
を受信する。各ピクセルに関連づけられた液晶は、その特定のピクセルが信号を
受信するまで透明状態へと弛緩し、回転する。最初のピクセルは、書込み期間の
大部分をその所望の位置への到着に費やすため、ピクセルのＶCOMへの初期化が
与える影響は最小になる。しかし、その信号を最後に受信するピクセルは、その
信号を受信する前に透明または透明に近いものとなる。上述の通り、黒への駆動
の方が白（透明）への弛緩より時間が短い。したがって、最終ピクセルが透明で
あれば、応答時間は、ピクセルが黒であって透明に弛緩する場合よりも黒への駆
動の方が速い。
【０１６４】 駆動電子回路は、アレイ内の全ピクセルを即座に更新する。まず、データ・ス
キャナが、全ての列ラインを適正な初期化電圧に駆動する。初期化スイッチ４８
２は、各列に関連づけられている。図２３Ｂは、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ
により実現されたスイッチを示しているが、ｎチャネルのトランジスタ、相補型
ＭＯＳペアまたは他の構成も使用可能であることは明らかである。第２に、選択
スキャナ４８４が、パワー・ダウン・リセット回路に関連して説明した通りに、
複数行を同時に選択する。制御論理は、初期化動作を支援するように修正されて
いる。パワー・ダウン・リセットにおいては、初期化位相４７８の場合のような
初期電圧とは対照的に、列は全てＶDDに設定される。
【０１６５】 低電圧ビデオ（ＬＶＶ）と称する本発明による好ましい方法は、画像品質に関
する上述の問題点の幾つかを克服することによって画像を改良する。ＬＶＶディ
スプレイの集積回路ディスプレイ・ダイ２５８は、図１１に示されている。
【０１６６】 対極への電圧ＶCOMの切換または初期化は個々に、または組み合わせて実行可
能であることは認識されている。しかし、ＬＶＶ（低電圧ビデオ）では、対極へ
の電圧の切換および初期化の両方が実行される。組み合わせは、低電圧を考慮し
ており、かつ白から黒へ駆動する応答時間の方が黒を白へ駆動する応答時間より
速いという事実を利用している。
【０１６７】 図２３Ｃは、対極への電圧の切換およびピクセルの透明への初期化の両方を備
えるＬＶＶマイクロディスプレイを示している。図２１とは対照的に、また図２
２と同様に、最初のピクセルと最後のピクセルが説明されている。上側の２つの
グラフ４６２および４５４は、図２１の上側の２つのグラフに類似している。
【０１６８】 一番上のグラフ４５２は、対極１４４への電圧ＶCOMのサブフレーム毎の切換
を示している。１つの好ましい実施形態では、電圧は６ボルトと１．５ボルトと
の間で切り換わる。２番目の線４５４は、ビデオ信号と反転ビデオ信号との間で
切り換わるビデオ信号を示している。ビデオ信号は、透明を表す電圧から黒を表
す電圧へと変化している。この２番目の線４５４は、電圧ＶCOMから電圧が４．
５ボルトだけオフセットされた黒のビデオ信号を表している。
【０１６９】 図２３Ｃの３番目の線４６０は、図２１の５番目の線と同様に、ピクセルに対
するビデオ信号を表示している。単純化してわかり易くするために、ビデオ信号
はフレーム全体に渡り一定に示されているが、正確には当該ピクセルに関連づけ
られた時間期間におけるものだけが関係する。
【０１７０】 さらに、ビデオ信号は完全な黒または完全な透明の何れかで示されているが、
ビデオ信号はその間のレベルのこともある。例えば、ビデオ信号の電圧が、好ま
しい実施形態の電圧を使用する４ボルトであれば、ビデオは透明と黒との間の何
れか傾斜途中にあり、諧調度またはグレー・スケールとなる。
【０１７１】 ３番目の線４６０の最初のサブフレーム４８６ｒでは、ビデオ信号は液晶を黒
に駆動するレベルにあり、信号の電圧はＶCOMから４．５ボルトだけオフセット
されている、もしくは１．５ボルトである。次のサブフレーム４８６ｇでは、書
き込まれる信号は透明に向けたものであり、電圧はＶCOMの電圧に設定される。
したがって電圧は再度１．５ボルトになり、ＶCOMは１．５ボルトに切り換わっ
ている。第３のサブフレーム４８６ｂでは、ビデオは再び透明に設定されるが、
この時点でＶCOMは既に１．５ボルトから６ボルトに切り換わっており、ビデオ
信号も同様に１．５ボルトから６ボルトへと変化或いは反転されるため、オフセ
ットはゼロに維持される。図示されている第４のサブフレーム４８８ｒでは、ビ
デオ信号はピクセルが黒に戻るように書き込まれ、ビデオはＶCOMの電圧から１
つの好ましい実施形態では４．５ボルトだけオフセットされる必要がある。した
がって、このサブフレームにおけるＶCOMは１．５ボルトであり、またビデオは
６ボルトに設定される。
【０１７２】 ４番目の線４９０および５番目の線４９２は、それぞれの時間にピクセルに書
き込まれる３番目の線４６０からのビデオを使用するピクセルのビデオを示して
いる。４番目の線４９０は、マイクロディスプレイ１１０において書き込まれる
最初のピクセル３９０への書込みを示している。５番目の線４９２は、マイクロ
ディスプレイ１１０において書き込まれる最後のピクセル３８８への書込みを示
している。
【０１７３】 両方のピクセルが黒に書き込まれるが、この場合のオフセッは、４．５ボルト
である。ピクセルＴL３８８は、Ｔ1から設定時間の後に書き込まれる。１つの好
ましい実施形態では、最初のピクセル３９０の書込みと最後のピクセル３８８の
書込みとの間の遅延は４．２ミリ秒であり、その間に両者間の全ピクセルへの書
込みが行われる。
【０１７４】 ６番目の線４９４および７番目の線４９６は各々、最初のピクセル・エレメン
ト（Ｔ1）４９０および最後のピクセル・エレメント（ＴL）４９２に関連づけら
れた液晶の位置を示している。発光は、破線で表されている。但し、６番目およ
び７番目の線４９４および４９６に見られるように、ピクセル電極は液晶が黒に
回転するように駆動されている場合には、赤の発光は見えない。
【０１７５】 ４番目および５番目の線４９０および４９２に関しては、対極が６ボルトから
１．５ボルトに切り換わってサブフレーム４８６ｇに印加されると、対極とＶpi xel との間の電圧のオフセットはゼロになり、６番目および７番目の線４９４お
よび４９６に見られるように、液晶は透明に弛緩し始める。
【０１７６】 対極への電圧の切換がピクセル電極を透明を表す電圧に設定する場合には、初
期化がピクセル電極または液晶の遷移を変更しない。ピクセル電極への書込みに
際しては、透明への書込みが行われるが、初期化の効果と同様に、電圧は既にオ
フセットがゼロになっているため、変化は生じない。発光４７４の発生時には、
６番目および７番目の線４９４および４９６が示すように液晶は既に透明位置へ
の回転を完了しており、ピクセルでは緑の発光が見られる。
【０１７７】 次のサブフレーム４８６ｂでは、図２３Ｃの一番上の線４５２が示すように対
極が１．５ボルトから６ボルトへ切り換わると、ピクセル電極の電圧と対極との
間のオフセットは４．５ボルトになり、４番目の線４９０および５番目の線４９
２の両方における下降線が示すように、液晶は黒状態に駆動され始める。液晶は
、線４９４および４９６に見られるように、黒へと回転し始める。しかし、４番
目および５番目の線の両方における上昇線が示すように、全てのピクセルが、対
極への電圧の切換後短時間で透明位置／電圧へと初期化される。液晶は、６番目
の線および７番目の線４９４および４９６が示すように、透明状態に弛緩し始め
る。１つの好ましい実施形態では、この初期化は対極電圧の切換後１００ミリ秒
以内に発生する。
【０１７８】 これらの２つのピクセル電極の書込みに際しては、ピクセルは透明に書き込ま
れるが、その時点で電圧のオフセットは既にゼロであり、ピクセル電極への電圧
に変化は生じない。液晶は、ピクセルＴ1に関する６番目の線４９４が示すよう
に透明位置への弛緩を続行するか、または、５番目の線４９２および７番目の線
４９４が示すように最後のピクセル３８８が書き込まれる時点のような適正位置
に留まる。発光の発生時には、図２３Ｃの６番目の線４９４および７番目の線４
９６が示すように、両ピクセルＴ1およびＴLの液晶は既に透明状態に安定してお
り、青のＬＥＤ光が発光して見える。
【０１７９】 次のサブフレーム４８８ｒでは、対極が６ボルトから１．５ボルトに切り換え
られると、４番目の線４９０および５番目の線４９２における上昇線が示すよう
に対極とピクセル電極との間のオフセットは４．５ボルトになり、６番目および
７番目の線４９４および４９６における下降傾斜線が示すように、液晶は黒状態
に駆動され始める。
【０１８０】 しかし、４番目および５番目の線４９０および４９２の両方における下降線が
示すように、全てのピクセルが、対極への電圧の切換後短時間で透明位置／電圧
へと初期化される。液晶は、６番目の線および７番目の線４９４および４９６が
示すように、透明状態に弛緩し始める。
【０１８１】 最初のピクセルＴ1の液晶は、図２３Ｃの６番目の線４９４に見られるように
、ピクセルへの書込み４９８が行われる前に完全には透明位置に戻らない。ピク
セルＴ1への書込みは、各々４番目の線および一番上の線に見られるように、ピ
クセル電極を１．５ボルトである対極の電圧から上に４．５ボルトだけオフセッ
トして設定する。ピクセル電極を黒を表す電圧に設定することにより、液晶は黒
に回転する。
【０１８２】 最後のピクセルＴLの液晶は、７番目の線４９６が示すように、ピクセルへの
書込み５００より前には完全な透明位置に戻る。サブフレーム４８６ｒにおける
ピクセルＴLへの書込みにより、５番目の線４９２における黒への方向が示すよ
うに液晶は黒に回転する。その際液晶は、透明への弛緩に比べて黒には迅速に駆
動され、Ｔ1である最初のピクセル３９０と共にピクセルＴLである最後のピクセ
ル３８８に関連づけられた液晶は、赤のＬＥＤの発光より前に適正位置に存在し
ている。但しこの時点で液晶は既に黒への回転を完了しているため、赤の発光は
見えない。
【０１８３】 このプロセスは続行される。各ピクセル電極がオフセットをゼロに設定され、
その結果液晶が透明方向に回転する前の実施形態とは対照的に、液晶は、ピクセ
ルに画像が書き込まれる時点で透明であるか、透明方向に移行中である。その際
液晶は、最後のピクセルＴLの書込みから発光までの設定時間内に透明から黒に
駆動されることが可能であり、発光の発生時には、液晶は所望の状態にあるか、
所望の状態に近い。これにより、カラーはさらに均質になり、前の実施形態より
もコントラストおよび明るさが向上する。
【０１８４】 ＬＶＶでは、対極への電圧の切換は電圧範囲の低下を考慮している。初期化は
、そのピクセルが信号を受信するまで、各ピクセルに関連づけられた液晶を透明
状態に弛緩させ、回転させる。最初のピクセルは、書込み期間の大部分をその所
望の位置への到達に費やすため、ピクセルをＶCOMに初期化することの影響は最
小になる。しかし、それら信号を最後に受信するピクセルは、その信号を受信す
る前に透明または透明に近いものとなる。上述の通り、説明した実施形態では、
黒への駆動の方が透明（白）への弛緩より時間がかからない。したがって、最終
ピクセルが透明であれば、応答時間は、ピクセルが黒であって透明に弛緩する場
合よりも黒への駆動の方が速い。（最適な初期化状態は、液晶の化学的性質、配
列およびセル・アッセンブリなどの特徴に依存すること、かつ所定のディスプレ
イにとっては黒、白または灰色レベルへの初期化が望ましいこともあることは認
められている。）
【０１８５】 １つの好ましい実施形態では、各サブフレームの書込みに４．２ミリ秒を要す
る。安定、発光、対極に電圧を切換えるＬＶＶ、および初期化は、合わせて１．
３ミリ秒である。１つの好ましい実施形態では、安定時間は発光開始前の約１．
０ミリ秒である。発光は次のサブフレームの書込みの開始まで延長する可能性が
あるが、その場合はＬＶＶが液晶を回転させ始めてピクセルに影響するため、発
光の終わりはＬＶＶの開始を基準にする必要がある。但し、ＬＶＶを使用すれば
、短い安定時間が得られる。
【０１８６】 図１１のダイに関連する別の実施形態では、各サブフレームの書込みに１．６
４ミリ秒を要する。安定、発光、対極に電圧を切換えるＬＶＶ、および初期化は
、合わせて３．９２ミリ秒である。１つの好ましい実施形態では、安定時間は発
光開始前の約３．１２ミリ秒である。
【０１８７】 図２４では、ピクセルの電圧は、正常動作において変動している。図２０Ａに
見られるように、埋込酸化物と液晶との間のポイント（ＶA）における電圧は、
全体的にはピクセル電極に従うが、埋込酸化物両端の電圧降下により低下し、か
つ液晶の抵抗（ＲLC）に起因して降下する。電源がオフになると、ＶDDはゼロま
で降下する。ピクセルの電圧（ＶPIX）は、ｐチャネル・ピクセルＴＦＴを通じ
て放電することができず、降下する。ＶPIXに結合されているＶAも、同様に降下
する。十分な時間が経過すれば、ＲLCによりＶAはゼロに戻る。
【０１８８】 しかし、自然放電時間より先にディスプレイの電源がオンになれば、画像の一
部が数秒間見えることもある。電源がオンになるとＶPIXはプラスになり、ＶAが
結合されていることから、ＶPIXはさらにプラスになり、黒い画像が生成される
。ＶAは、ＲLCにより数分後には正常にもどる。対極への電圧の切換および初期
化によっても画像を保持できる理由は、埋込酸化物の固有キャパシタンスに関係
している。埋込酸化物は関連する固有抵抗を保有せず、ピクセルによる電圧の変
動はＤＣの蓄積を発生させる。このＤＣの蓄積は、ＲLCにより最終的には低減す
る。
【０１８９】 図２５には、ディスプレイ回路が示されている。この実施形態では、デジタル
回路５０６を使用してカラー順次ディスプレイの動作を制御している。プロセッ
サ４０２は、４０４で順次デジタル画像データを受信し、タイミング制御回路４
１０を介してディスプレイ・データをメモリ４０６に送信する。タイミング制御
回路４１０は、プロセッサ４０２からクロックおよびデジタル制御信号を受信し
、制御信号を各々ライン４１２および４２２によりバックライト２６６およびデ
ィスプレイ１１０に送信する。ライン４２８は、準備完了、リセット、書込みイ
ネーブル、出力イネーブル、カラー・イネーブル、アドレスおよびデータの各信
号をメモリに向けて発信し、ディスプレイ１１０への画像フレームの配信を制御
する。
【０１９０】 アナログ・コンパレータ５０８は、主電源の電圧をリアルタイムでサンプリン
グする。電圧が、基準５１０によって設定された、回路を作動させるレベルに幾
分かのマージンを加えた値より下がると、リセット信号（ＰＤＲ*）がｌｏｗに
アサートされる（ｌｏｗでアクティブになる）。ＰＤＲ*信号を受信すると、図
２のように、ディスプレイ回路は全ての列ライン上にＶDDを印加し、全ての行ラ
インを起動させる。標準タイミングは２サイクル以上継続され、その間に順次全
ての偶数および奇数行が起動される。これにより、全てのピクセルの列ライン上
のＶDD信号をクロック制御する。
【０１９１】 図２０Ａに戻ると、ＶDDはピクセルのストレージ・キャパシタ４４２も充電す
る。上述の通り、１つの好ましい実施形態では、ストレージ・キャパシタ４４２
は前の行ライン１５０に接続されている。全ての偶数行ラインを起動させ（即ち
これらをｌｏｗに駆動し）かつ奇数行ラインを起動させない（即ちｈｉｇｈに維
持する）ことにより、偶数行上のストレージ・キャパシタ４４２は０ボルトまで
放電される。（ＶDDはｈｉｇｈ論理レベルである。）次のサイクルでは、奇数行
のストレージ・キャパシタが放電される。ストレージ・キャパシタはピクセル・
キャパシタの数倍は大きいため、ストレージ・キャパシタ上の電圧はピクセル・
キャパシタを０ボルトまで放電させる。この時点で、ディスプレイは、ストレー
ジ・キャパシタまたはピクセル・キャパシタの何れにも残留チャージを残すこと
なく電源を遮断できる。
【０１９２】 図２６は、タイミング図を示している。システム電源は時間Ｔ1でオフにされ
、論理がバイパス・キャパシタからの電力供給により動作を継続するときのよう
な古典的な放電特性として示されている。コンパレータはしきい値電圧レベルを
検出し、時間Ｔ２でＰＤＲ*をｌｏｗにアサートする。次に、時間Ｔ３で追加の
行イネーブル信号がアサートされ、完了される。Ｔ３の後は一切論理または信号
を追加する必要はなく、電力はランダムに放電される。パワーダウン・リセット
は、列の反転および対極への電圧ＶCOMの切換を含む上述のモードで作用する。
【０１９３】 上述の通り、ディスプレイの温度および特に液晶の温度はディスプレイの応答
および特性に影響する。
【０１９４】 図１９Ａに戻ると、ディスプレイ回路は追加ラインである温度センサ・ライン
５１２を有し、このラインはディスプレイ１１０とタイミング制御回路４１０と
を接続している。アクティブ・マトリクスは、列と行とで配置された複数のピク
セルを備えている。熱は、好ましくは、液晶材料全体でほぼ均一に吸収される。
しかし、表示される画像の性質ならびにディスプレイとヒータの形状寸法および
環境条件に起因して、局所的な温度差が存在する可能性がある。アクティブ・マ
トリクス域には、コーナーを入れたアクティブ・マトリクスの周辺を含む全体に
渡って温度センサを配置することが可能であり、このセンサはまたアクティブ・
マトリクスの中心付近にも置くことができる。温度センサの使用については、本
明細書に参照により引用している１９９４年１２月２７日に出願された米国特許
出願第０８／３６４，０７０号に記載明されている。温度センサ５１４は、図２
７Ａのディスプレイのコーナーに示されている。上述の通り、温度センサをアク
ティブ・マトリクス域全体に配置することができる。
【０１９５】 液晶材料の特性は、液晶の温度に影響される。このような例の１つとして、捩
れネマティック液晶材料の捩れ時間があるが、これは、液晶材料の温度が高くな
ると短くなる。液晶の温度が分かれば、タイミング制御回路４１０はバックライ
ト２６６の発光の持続時間およびタイミングを設定することが可能であり、これ
により、所望の明るさが達成され、かつ電力消費量が最小化される。
【０１９６】 図２０Ｂに戻ると、標準動作において、垂直シフト・レジスタ１２０は１行し
かオンにしないため、水平シフト・レジスタ１２４の列から列への移動に伴なう
影響は、１つのピクセルにしか生じない。ある行上の最後のピクセルがアドレス
されると、垂直シフト・レジスタ１２０はアクティブ行を切り換える。ディスプ
レイ１１０は熱モードに置くことができる。このモードでは、各行ライン１５０
がオンであり、またその行間に電圧降下を有して熱を発生させる。図２０Ｂが示
す実施形態では、各行ラインの端部１５６がＶDDに接続され、かつシフト・レジ
スタに近い方の端部は低電位に駆動され、これにより、各ライン間に電圧差が生
じる。熱は、Ｐ＝Ｖ2／Ｒの割合で発生する。但し、Ｒは行ラインの並列結合の
抵抗であり、Ｖは行ライン間の電圧差である。標準動作では、発熱するのは低電
位に駆動されるピクセルを含む選択されたラインだけであって、ディスプレイ全
体ではない。
【０１９７】 図１９Ｂに戻ると、高い共通電圧（ＶCOM）の状態で、実ビデオ信号はマトリ
クス回路内に走査される。液晶が所定位置に捩れるのを可能にする遅延の後、Ｌ
ＥＤバックライト２６６が発光され、画像が表示される。次のスクリーンまたは
サブフレームの前に熱サイクル５１８が発生し、全ての行ラインが駆動されてそ
の行に電圧差が生じる。図１９Ａに見られるように、ＶCOMおよびビデオがそれ
ぞれ、フレーム制御回線４２０によって交互にされおよび反転される間に、加熱
が発生する。図１９Ｂは各サブフレーム後の熱サイクル５１８を示しているが、
熱サイクルの数および時間期間は、温度センサ５１４により測定される液晶の温
度に依存する。冷環境においては、デジタル回路は、スクリーンの最初の画表示
より前にヒータがオンになるウォームアップ・サイクルを有することができる。
【０１９８】 図２７Ａでは、ディスプレイ１１０およびデジタル−アナログ変換器４１２の
略図が示されている。このディスプレイは、図２０Ｂに示されたものに類似する
水平シフト・レジスタ１２４と、垂直シフト・レジスタ１２０と、スイッチ２６
２とを有している。さらに、図２０Ｂと異なり、図２７Ａは加熱ゲート５２２を
示している。
【０１９９】 図２７Ｂによれば、ｐチャネルＴＦＴを有するピクセルに対して、加熱ゲート
５２２は一連のｎチャネルＴＦＴを有している。典型的には、ディスプレイへの
書込みに際しては、書き込まれる行だけがオンになる（Ｖ＝０）。ディスプレイ
への書込みが行われないときは、行は全てＶDDである。行ライン１５０にＶDDを
印加することによってｎチャネルＴＦＴがオンのとき、電流が垂直シフト・レジ
スタ１２０に関連づけられたインバータから前記行を介してｎチャネルＴＦＴに
流れ、熱が全行に沿って放散される。電源は、ゼロであるＶSSに接続されている
。ディスプレイ１１０は典型的なアレイの外側に余分な行を幾つか有し、それを
均一加熱に役立てることができる。
【０２００】 ｎチャネルＴＦＴを有するピクセルの場合と同様に、図２７Ｃによれば、加熱
ゲート５２２は一連のｐチャネルＴＦＴを有している。典型的には、ディスプレ
イへの書込みに際しては、書き込まれる行だけがオンになる（Ｖ＝ＶDD）。ディ
スプレイへの書込みが行われないときは、行は全て約ゼロ（０）ボルトである。
ゲートをゼロ（０）ボルトに設定することによりｐチャネルＴＦＴがオンになる
と、ＶDDの行の間に電圧降下が発生する。
【０２０１】 対極への電圧ＶCOMの切換と上述のディスプレイの加熱とを含むＬＶＶ（低電
圧ビデオ）は、独立して使用可能であることは明らかである。加熱は、図２に関
連して説明した実施形態に組み込むことができる。内蔵ヒータが望ましいが、個
別のヒータを温度センサと共に使用できることは認識されている。
【０２０２】 図２７Ｂおよび２７Ｃが示す実施形態では、行ライン１５０を介して電流が流
れるとディスプレイの間にＤＣ電圧降下ΔＶが発生し、熱が発生する。加熱サイ
クルの長さおよび周波数に依存して、液晶の性能に影響するＤＣ電界が発生する
。図２７Ｄが示す代替実施形態は、行ライン１５０における電流の流れの方向を
交互にしてＤＣ電界を低減させるか、または消去する。
【０２０３】 さらに図２７Ｄによれば、ディスプレイは、垂直シフト・レジスタとも称され
る選択スキャナ１２０と行ライン１５０との間に２入力ＡＮＤゲート５２６を有
し、このＡＮＤゲートの入力の一方は選択スキャナ１２０からの入力である。も
う一方の入力は、熱信号ＨＥＡＴ１*５２８である。各行ライン１５０の反対側
は、２つのトランジスタのドレインであるｎチャネルＴＦＴ５３０およびｐチャ
ネルＴＦＴ５３２に接続されている。各ｐチャネルＴＦＴのゲートは、ＨＥＡＴ
１*５２８に接続されている。各ｎチャネルＴＦＴのゲートは、第２の熱信号Ｈ
ＥＡＴ２*５３４に接続されている。
【０２０４】 ２つの熱信号ＨＥＡＴ１*およびＨＥＡＴ２*は、ディスプレイの標準動作では
各々ＨＩＧＨおよびＬＯＷに保持される。ＨＥＡＴ１*がアサートされる（ＬＯ
Ｗ）と、各行ライン１５０の選択スキャナ側はｌｏｗに駆動され、右側はｈｉｇ
ｈに引き上げられる。この状態では、電流は、本図に見られるように右から左に
流れる。これと異なり、ＨＥＡＴ２*がアサートされる（ＨＩＧＨ）と、右側が
ｌｏｗになり、電流は左から右へ流れる。ＨＥＡＴ１*およびＨＥＡＴ２*の加熱
サイクルを交互にすることにより、液晶が受けるすべての電界のＤＣ成分の均等
化が促進される。
【０２０５】 上述の実施形態の場合、アクティブ・エリアを通じて延びる他のライン、即ち
列ラインは、設定電圧に駆動されない。１つの代替実施形態では、熱サイクルの
間に列リセット回路１５４が全ての列を既知電圧に駆動して画像の均質化を向上
させる。加熱用としては、列ラインまたは追加のラインを使用できることは認識
されている。
【０２０６】 図２７Ｅによれば、大部分の大型ディスプレイは、アレイの両側にある２つの
選択スキャナ５３６対を使用して、ビデオ信号をピクセル・エレメントに駆動す
る。２つの選択スキャナに関するより詳細な説明は、本明細書にその全内容を参
照により引用する１９９７年９月３０日出願の米国特許出願第０８／９４２，２
７２号に記載されている。
【０２０７】 選択スキャナ５３６対を有するディスプレイは、各行ライン１５０の両端に２
入力ＡＮＤゲート５２６を有している。ＨＥＡＴ１*５２８はディスプレイの片
側のＡＮＤゲート５２６の一方の入力に接続され、ＨＥＡＴ２*５３４はディス
プレイの反対側のＡＮＤゲートの一方の入力に接続されている。
【０２０８】 ＡＮＤゲートを有する代替実施形態には、選択スキャナ内に等価論理回路を組
んでいるものもある。
【０２０９】 液晶の温度を測定するにはアナログ回路を追加する必要があるが、これにより
、ディスプレイ回路はさらに複雑になる。最終的に必要とされるものは、実際の
温度ではなく、液晶の動作特性である。したがって、温度測定の代わりに液晶キ
ャパシタンスの電気的測定を実行して液晶のキャパシタンスを求め、加熱が必要
な時を決定する。これにより、ヒータを、液晶の光学特性または電気特性に反応
する液晶センサに応じて起動することができる。
【０２１０】 図２７Ｆは、アクティブ・マトリクス・ディスプレイ１１２のすぐ外側に配置
された、ユーザの目で見える液晶応答時間センサ５３８を示している。液晶応答
時間センサは、図２７Ｇが示す好ましい実施形態では８個のピクセルである複数
のダミー・ピクセル５４０と、検出増幅器５４２とを有している。ダミー・ピク
セルは、アクティブ・エリアにおけるものと同一サイズである必要はない。１つ
の好ましい実施形態では、ダミー・ピクセルは、マイクロディスプレイのエリア
制約内の寄生キャパシタンス効果を決定づけるだけの大きさに形成される。
【０２１１】 ８個のピクセルは、４個のダミー・ピクセルを１セットとする２セットに分割
される。ピクセルの電圧は、ＶHB（高電圧の黒）、ＶW（白）およびＶLB（低電
圧の黒）に駆動される。１つの好ましい実施形態では、１つのセット内で２個の
ピクセルがＶHBに、および１個のピクセルがＶLBに駆動され、もう一つのピクセ
ルがＶWに設定されている。他方のセットでは、２個のピクセルがＶLBに、およ
び１個のピクセルがＶHBに駆動され、もう一つのピクセルがＶWに設定されてい
る。液晶には、液晶のキャパシタンスを安定させるために、予測される応答時間
よりもかなり長い時間期間が与えられる。１つの好ましい実施形態では、この時
間期間は５ミリ秒を超える場合もある。
【０２１２】 キャパシタンスが設定されると、各セットの２個の同一電圧ダミー・ピクセル
がＶWに設定される。したがって、第１のセットでは、ＶHBを有する２個のピク
セルがＶWに設定され、もう一方のセットでは、ＶLBを有する２個のピクセルが
ＶWに設定される。これらのピクセルはこの電圧を特定時間に亘って、即ちチェ
ックされる応答時間に亘って保持される。１つの好ましい実施形態では、この時
間期間は１〜３ミリ秒の範囲にできる。
【０２１３】 この時間期間の後、ＶWに設定されていたこれらのピクセルはもとの設定値に
設定し直される。したがって、第１のセットでは、２つのピクセル電圧がＶHBに
設定され、第２のセットでは、２つのピクセル電圧がＶLBに設定される。電圧ＶW を有していた残りのピクセルは、他の黒の電圧設定値（即ち、ＶLB、ＶHB）に
設定される。したがって、各セットは、ＶHBに設定された２個のピクセルと、ＶLB に設定された２個のピクセルとを保有する。
【０２１４】 この状態は、ピクセルを充電するのに十分な時間保持されるが、液晶が回転を
開始してキャパシタンスが変化するほど長くは保持されない。１つの好ましい実
施形態では、この時間期間は約１ミリ秒である。
【０２１５】 検出の最終段階では、ダミー・ピクセルから駆動電圧が除去され、各セット内
の４個のダミー・ピクセルが短絡されて電荷の共用が可能になる。検出増幅器は
、以下の式で与えられる電圧ΔＶを測定する。
【０２１６】
【数１】 ここで、ＣB＝黒のキャパシタンス、ＣW＝白のキャパシタンス、ＣM＝測定する
キャパシタンス、２ＣG＝（ＣB＋ＣW）である。
【０２１７】 ΔＶの符号は、ＣMがＣGより大きいか小さいかを示す。ΔＶが正であれば、ＣM はＣGより大きく、ダミー・ピクセルは黒から白への遷移の半分未満しか完了し
ていない。即ち、応答時間はチェックされる期間より長い。負のΔＶは、チェッ
クされる期間より応答時間の方が速いことを示す。
【０２１８】 上述の好ましい実施形態は、オフ時間（黒から白へ）の遷移時間を測定するが
、これは、一般にオフ時間の方がオン時間より遅いためである。上述の方法を、
オンタイムの測定に即座に応用できることは明らかである。
【０２１９】 応答時間センサを備えることに加えて、１つの好ましい実施形態のマイクロデ
ィスプレイは、液晶がその液晶特有の透明温度に近づいているかどうかを決定す
るセンサを保有している。同様に、この透明温度センサも、ディスプレイのアク
ティブ・エリアのすぐ外側に配置されている。白のピクセルおよび黒のピクセル
のキャパシタンスは、液晶がその特有の透明温度に近づくにつれて１つの値に収
束する。
【０２２０】 応答時間センサとは対照的に、特有透明温度センサは同一サイズのピクセルを
保有しない。この温度センサは、２セットのダミー・ピクセルを有し、各セット
が１対のピクセルを有している。各対における２個のピクセルの面積は比率αだ
け異なる。但し、αは、関連の温度に対する液晶の白状態と黒状態のキャパシタ
ンスの既知比に一致するように選定される。各セットでは、大きい方のピクセル
の電圧はＶWに設定され、小さい方のαピクセルは一方のセットではＶHBに、も
う一方のセットではＶLBに設定される。応答時間の場合と同様に、液晶には、液
晶のキャパシタンスを安定させるために、予測される応答時間よりもかなり長い
時間期間が与えられる。１つの好ましい実施形態では、この時間期間は５ミリ秒
を超える場合もある。
【０２２１】 次のステップは、電圧ＶWを有するピクセルをある電圧に事前に充電して、各
セットがＶHBである一方のピクセルと、ＶLBである他のピクセルとを有するよう
にする。この状態は、ピクセルを充電するのに十分な時間保持されるが、液晶が
回転を開始してキャパシタンスが変化するほど長くは保持されない。１つの好ま
しい実施形態では、この時間期間は約１ミリ秒である。
【０２２２】 検出の最終段階では、ダミー・ピクセルから駆動電圧が除去され、各対におけ
る２個のダミー・ピクセルが短絡されて電荷の共用が可能になる。検出増幅器は
、以下の等式で与えられる電圧ΔＶを測定する。
【０２２３】
【数２】
【０２２４】 ΔＶの符号は、ＣBに対するＣWの割合がαより大きいか小さいかを示す。ΔＶ
が負であれば、比（ＣW／ＣB）はαより大きく、液晶がその透明温度に近づきつ
つあることを意味する。
【０２２５】 代替の透明センサ設計では、ピクセルを黒または白に駆動する回路を備える単
一のダミー・ピクセルを使用している。このダミー・ピクセルは、ダミー・ピク
セル・キャパシタンスに反比例する周波数の信号を出力する発振回路を備える。
この時、比ＣW／ＣBは、黒および白（透明）状態で測定される両周波数の比ｆB
／ｆWに等しくなる。
【０２２６】 望ましい液晶の特性の１つは、場合によってリフレッシュする必要なしに画像
を保持できる長い時定数である。ＣＭＯＳ技術を使用する単結晶シリコンは、漏
洩電流が極端に小さい回路を可能にする。高品質の液晶（ＬＣ）材料と組み合わ
せると、回路の小さい漏洩および極端に高いＬＣの抵抗により、長い時定数を生
成することができる。これらの時定数は、数分のレベルにできる。したがって、
電力がオフの間に、走査回路が機能を停止する時点に応じて、残像を保持できる
。
【０２２７】 デジタル・カメラ、デジタル・携帯電話および、デジタル・データを受信し、
および／またはメモリ・アプリケーションを内蔵し、しかもビデオ信号が良好に
制御されているその他デバイスとは対照的に、カムコーダのようなビデオ・デバ
イスからの信号は、特に高速走査において制御状態が悪い。
【０２２８】 さらに、デジタル・デバイスとビデオ・デバイスとの本質的な相違は、前者は
記憶可能であり、一般にはメモリに記憶されるデジタル・データを有するが、ビ
デオ・デバイスは、一般的にはカメラ（入力）またはテープからディスプレイま
でのデバイス内のメモリには記憶されないアナログ信号を有する点にある。また
ビデオ・デバイスは、特定の状況では、インタレース・データを有する。インタ
レース・データは、奇数行がまず走査され、次に偶数行が走査されるデータであ
る。インタレース・データは、一般には、ビデオ処理速度があまり高速でない場
合に使用される（例えば奇数フィールドのリフレッシュが６０Ｈｚ、および偶数
フィールドのリフレッシュが６０Ｈｚで合計リフレッシュ・レートは３０Ｈｚ）
。奇数フィールドと偶数フィールドを交互に表示すれば、ディスプレイ全体は、
６０Ｈｚの速度でディスプレイに書込むデータを一部保有し、ちらつきが減る。
【０２２９】 図２８Ａは、アナログ信号用のディスプレイ制御回路５４６の略図である。デ
ィスプレイ制御回路５４６で受信される信号５４８は、ビデオ信号と同期信号と
を含んでいる。この信号は２つのパスで送信され、一方のパス上ではＤＣ再生回
路５５０が黒レベルを再生し、補正された信号をディスプレイ１１０に配信する
。信号は、ビデオまたは反転ビデオとしてディスプレイに送信される。
【０２３０】 この信号はさらに、同期信号をビデオ信号から分離する低域通過フィルタ５５
２を通って送られる。同期信号は、同期分離回路５６０によって水平同期信号５
５４と、垂直同期信号５５６と、偶数／奇数（Ｅ／Ｏ）信号５５８とに分離され
る。これらの同期信号は、複合プログラマブル論理チップ５６２に入力される。
複合プログラマブル論理チップ５６２には、水平同期信号５５４を受信する位相
ロック・ループ５６４からＰＣｌｋも入力される。プログラマブル論理チップま
たはデバイス５６２からは、透明、ＶＰ、ＨＰの各ビデオを含む複数の信号５６
６がディスプレイに送られる。さらに、バックライト系も複合プログラマブル論
理チップによって制御される。
【０２３１】 １つの典型的な実施形態では、タイミング制御回路５６２は、ＲＣ６１００水
平ジェンロック・チップおよびフィリップスの複合プログラマブル論理チップ（
ＣＰＬＤ）などのデバイスである。これらのデバイスは、図２８Ａに示された他
のブロックのうちの幾つかを組み込むことが可能であり、ＱＶＧＡ ＬＣＤなど
のディスプレイのタイミング信号を発生させるために使用される。ＲＣ６１００
チップは複合ビデオを受け入れ、また同期分離回路、ＰＬＬ周波数逓倍器および
タイミング発生器の各ブロックを含んでいる。ＲＣ６１００からの垂直同期（Ｖ
Ｓ）、水平同期（ＨＳ）およびピクセル・クロック（ＰＣｌｋ）は、ＣＰＬＤを
駆動する。ＣＰＬＤは、水平および垂直カウンタおよび他の論理機能を実行する
ようにプログラムされている。信号ＨＳは水平カウンタをリセットし、信号ＰＣ
ｌｋはカウンタをインクリメントし、カウンタはタイム・ベースを供給し、その
タイム・ベースから各論理機能が導き出される。信号ＶＳは垂直カウンタをリセ
ットし、信号ｖｉｎｃ（水平カウンタから導き出される）はカウンタをインクリ
メントし、カウンタは論理機能を導き出す垂直タイム・ベースを供給する。
【０２３２】 ディスプレイ制御回路５４６は、ビデオ信号から同期信号を分離し、これによ
り、そのビデオ信号が複合信号としてインタフェース（ＶＩＤＥＯＩＮ）に到達
する。ディスプレイ制御回路５４６は、ＮＴＳＣまたはＰＡＬ信号を選択するた
めの複数のスイッチを有することができる。１つのスイッチは、信号のタイプを
選択する。その他のスイッチにより、各信号の４つのタイプ間の選択ができる。
【０２３３】 ディスプレイ制御回路５４６に関連して先に述べたコンポーネント／回路のう
ちの幾つかは、従来型である。但し、中には従来型でないコンポーネントがあり
、以下、これらについて説明する。
【０２３４】 ＤＣ再生回路５５０は、図２８Ｂにおける囲み５６８によって示されている。
ＤＣ再生回路５５０は、基準の黒が一定電圧となるように信号を標準電圧に正規
化する。言い替えれば、ＤＣ再生回路は、システム間に電位差が存在する場合で
あっても同じ輝度の画像を実現し、かつＡＣカップリングを可能にする。信号は
、ＤＣ再生回路５６８からフィルタ５７８を通り進み、信号のカラー画像が除去
される。
【０２３５】 信号は、フィルタ５７８から図２８Ｃが示すガンマ補正回路５８０に達する。
ガンマ補正器５８０は、１対のダイオード５８２および５８４を使用して液晶の
非線形効果を補償する。ダイオード５８２および５８４は、液晶の特性に適合す
るように選択される。ガンマ補正回路５８０は、安定化オフセット・グラウンド
回路５８８の一部として、線形ダイオード５８６により中央点に合わせて調整さ
れる。ガンマ補正回路５８０は、信号を増幅する出力演算増幅器５９０を組み込
んでいる。ガンマ補正回路５８０からの信号は、ビデオおよび反転ビデオとして
マイクロディスプレイに送信される。位相ロック・ループ５６４およびガンマ補
正回路５８０は表示される画像上のアーティファクトを減少し、その結果、画像
全体を、従来のカメラ・ディスプレイでは一般的である画像の外周付近の線のク
ロッピング（欠け）なしに表示できる。
【０２３６】 上述の通り、ビデオカメラのようなデバイスでは、ディスプレイ回路用に受信
される信号はアナログである。同期信号は、ビデオの一部として伝送される。ビ
デオ部分の改良点については、先に述べた。以下、制御信号について詳述する。
【０２３７】 図２９Ａによれば、アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイのような集積化
ディスプレイは、一般には重要な信号経路を有している。外部クロック入力（Ｅ
ＸＣＬＫ）５９２は、クロック・バッファ５９４を介してバッファされ、内部ク
ロック（ＩＮＣＬＫ）５９６が生成される。内部クロック５９６は、データ・ス
キャナ５９８のタイミングを制御する。データ・スキャナは、図２および１０の
水平シフト・レジスタに類似している。データ・スキャナ５９８は、転送ゲート
（１つだけ示されている）をイネーブルにするＴＧＣ（転送ゲート・クロック）
パルスを生成する。図２９Ｂのタイミング図が示すように、クロック・バッファ
５９４およびデータ・スキャナ５９８の伝搬遅延は、ＥＸＣＬＫのアクティブ・
エッジとＴＧＣのサンプリング・エッジとの間にタイミング・スキューを生じさ
せる。このスキューは一般には温度依存性であり、明らかに同一である複数のデ
ィスプレイであってもディスプレイ毎に異なる可能性がある。
【０２３８】 図２９Ｃは、スキューを除去するための遅延ロック・ループ（ＤＬＬ）６００
を示している。信号経路には、電圧制御遅延（ＶＣＤ）エレメント６０２が挿入
されている。位相検出器（ΦＤ）６０６と積分器６０８とを備えるフィードバッ
ク経路６０４はＶＣＤ６０２を制御し、遅延はＴＧＣのサンプリング・エッジが
ＥＸＣＬＫの次のアクティブ・エッジに一致するまで増大される。即ち、位相検
出器６０６および積分器６０８は、ＶＣＤ６０２を調節してＥＸＣＬＫとＴＧＣ
との間のスキューをゼロに保持する。
【０２３９】 図２９Ｄは代替技術を示しており、遅延ロック・ループ６００の代わりに位相
ロック・ループ（ＰＬＬ）６１０を使用して同期を制御する。このＰＬＬ６１０
は、マイクロディスプレイ１１０の集積回路ディスプレイ・ダイ１１６上に配置
されるものであり、図２８Ａの複合プログラマブル論理チップ５６２に関連づけ
られたＰＬＬ５６４と混同してはならない。ＶＣＤ６０２は、内部クロックを発
生させる電圧制御発振器（ＶＣＯ）６１２と交換されている。内部クロック信号
は、ＶＣＯ６１２からクロック・バッファ５９４を介してデータ・スキャナ５９
８に送信される。ＤＬＬ（遅延ロック・ループ）の場合のように、フィードバッ
ク・ループ６０４を利用して、位相検出器によって検出されるＴＧＣとＥＸＣＬ
Ｋとの間のスキューを除去する。ＰＬＬは、二次制御ループを含んでいる。ＶＣ
Ｏは周波数を発生するがΦＤは位相を検出する場合には、第２積分が含まれる。
【０２４０】 カムコーダおよびビデオ・カセット・レコーダ（ＶＣＲ）は、再生、録音、高
速早送りおよび巻戻しを含む幾つかの操作モードを有している。２つの追加モー
ドである高速早送り再生モードと高速巻戻し再生モードとは、ユーザが画像を高
速で見ることを可能にする。これらの２モードのフレーム・レートは毎秒約６０
フレームのままであるが、信号の約半分にはビデオ信号が欠落している。したが
って、ビデオ信号は、正常なビデオとビデオが欠落している部分であるノイズと
を有する帯域に分割される。入力ビデオが正常でないときは、信号の画像部分と
同期（ｓｙｎｃ）部分とは共にビデオ・ストリーム全体に不規則信号またはノイ
ズを有する可能性がある。
【０２４１】 図２８Ａの戻ると、複合ビデオ入力信号５４８（ＣＶＩＮ）上にある同期（ｓ
ｙｎｃ）信号の１つは垂直同期信号５５６であり、この信号は、画像がスクリー
ンの最上部から再度画像の表示を開始する必要があることを示す信号である。垂
直同期信号を検出する同期（ｓｙｎｃ）分離回路は、ノイズを別の垂直同期であ
ると誤解し、フレームにその走査を早期に再起動させる可能性がある。余分な垂
直同期は、画像の良好な部分を上下にジャンプさせる。水平同期についても、余
分な同期が存在すれば同様の問題が発生する。スクリーンに画像を表示する方法
の違いに起因して、この問題は、ブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイよりもアク
ティブ・マトリクス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなアクティブ・ディスプ
レイにおいてより顕著である。両者の相違は、ＣＲＴディスプレイが、ＬＣＤに
おけるようなシフト・レジスタでなく同期されたアナログ・ランプ波形を使用す
る点にある。
【０２４２】 水平同期も同様に行を再開始しようとするが、画像信号は一般にはノイズ性で
あるため、垂直同期の場合ほど大きな問題にはならない。水平同期ノイズの場合
の真の問題点は、先に述べた通り、位相ロック・ループ（ＰＬＬ）をロックする
のに水平同期を使用することに起因して発生する。同期分離回路が余分な水平パ
ルスを発生させると、ＰＬＬは位相を遅らせようとする。同期分離回路による水
平パルスの発生が少なければ、ＰＬＬは位相を進めようとする。ＰＬＬは不安定
になり、ロックが外れる。ＰＬＬが再び安定するまでには、数個の適正な水平同
期を要する。ＰＬＬが不安定である間は、水平面が分裂して、整列のずれた画像
となって表れる。ＰＬＬがどの程度混乱するかに依存して、安定化するまでに要
する行数が多くなりすぎる場合もある。ＰＬＬのロック時間と通常のＰＬＬノイ
ズまたはジッタとのトレードオフが、問題となる。
【０２４３】 図２８Ａには、タイミング回路の一部が示されている。信号は低域通過フィル
タ５５２を通過し、低域通過フィルタ５５２はビデオ信号から同期信号を分離す
る。同期信号は、複合プログラマブル論理チップ５６２に入力される。位相ロッ
ク・ループ５６４からは、ＰＣｌｋ信号が複合プログラマブル論理チップ５６２
に入力される。位相ロック・ループ５６４は、水平同期信号５５４を受信する。
【０２４４】 正常な再生速度で作動しているＶＣＲおよびカムコーダから複合ビデオが受信
されると、信号が除去された部分がないため上記システムは良好に作動する。し
かし、高速の早送りまたは巻戻し速度で複合ビデオが受信されると、システムに
信号が除去された部分ができる。ノイズは垂直同期信号と解釈される。ＲＣ６１
００は多くのＶＳ信号を生成し、その信号が、垂直カウンタをリセットし、かつ
ＬＣＤパネル上の画像を垂直方向に不安定な構成にする。
【０２４５】 図３０は、垂直同期信号を検出するデジタル論理６１６を表したものである。
８ビット・カウンタ（ＺＣＴＲ）６１８は、タイミング制御回路の複合プログラ
マブル論理チップ５６２内に配置されており、ＰＣｌｋ６２０でクロックされ、
かつＣＳｙｎｃ（複合同期パルス）６２２でリセットされる。ＣＰＬＤ６１６は
上述のＣＰＬＤに類似したものであるが、次に述べる機能のうちの１つまたは複
数が追加されている。
【０２４６】 ＣＳｙｎｃ６２２は、ｈｉｇｈのとき、ＺＣＴＲ６１８をカウント＝０に維持
する。ＣＹＳＮＣ６２２は、ｌｏｗのとき、ＺＣＴＲ６１８をインクリメントさ
せる。ＺＣＴＲ６１８は、２までカウントし、さらに上へとカウントを続けるよ
うにして、インクリメントする。但し、ＣＳｙｎｃ６２２は通常、短期間（４ミ
リ秒など）でｈｉｇｈになるため、ＺＣＴＲ６１８はゼロにリセットし、ＺＣＴ
Ｒ６１８のカウントが２を大きく超えるか、もしくは数字１３０近くまでになる
ことはない。
【０２４７】 ＺＣＴＲ６１８の出力は、１対のゲート６２４および６２６に入る。一方のゲ
ート６２４は、ＺＣＴＲが１３０のような特定数字を受信するとｈｉｇｈになる
。もう一方のゲート６２６は、ｎｏｔ２（￣２）の入力と「ｑ０」フリップ／フ
ロップ６２８からの出力とを有している。ＡＮＤゲート６２４および６２６の出
力は、ＯＲゲート６３０に送信される。
【０２４８】 ＣＳｙｎｃ６２２のパルスがｌｏｗになると、図３１によれば、ＺＣＴＲ６１
８は長い時間に渡り（２０ミリ秒を超えるなど）カウントし、その間にカウント
が１３０などの予め選定された数値に至りかつこれを超えた時点でフリップ／フ
ロップ「ｑ０」６２８を設定する。フリップ／フロップ「ｑ０」６２８は、ＣＳ
ｙｎｃ６２２がｈｉｇｈになった後に発生する、ＺＣＴＲ６１８による次の２の
復号まで設定されたままである。これが発生すると、「ｑ０」フリップ／フロッ
プ６２８はリセットされる。ＣＳｙｎｃ６２２がＺＣＴＲ６１８をリセットする
ため、ＺＣＴＲ６１８は一般には１３０などの予め選定された数値に至るほど長
くはカウントを行わず、したがって「ｑ０」フリップ／フロップ６２８は通常、
リセットされたままである。
【０２４９】 さらに図３０によれば、「ｑ０」フリップ／フロップ６２８の状態は、ＺＣＴ
Ｒ６１８が２のカウント（カウント２）に到達した時点で「１」フリップ／フロ
ップ６３０によりサンプリングされる。「１」フリップ／フロップ６３０はＯＲ
ゲート６３６を介してその信号を受信し、ＯＲゲート６３６はその信号を１対の
ゲート６３２および６３４から受信する。ゲート６３２はＺＣＴＲ６１８からの
入力と、「１」フリップ／フロップ６３０の出力とを受信する。もう一方のゲー
トであるゲート６３４は、ＺＣＴＲ６１８および「ｑ０」フリップ／フロップ６
２８からの入力を受信する。この状態は、ＺＣＴＲ６１８が次に別の２のカウン
ト（カウント２）に到達するまで「１」フリップ／フロップ６３２に保持される
。「１」フリップ／フロップ６３２の信号は、第２のセレーション・パルス（se
rration pulse）で設定される。ＺＣＴＲ６１８が１３０をカウントするまでに
ＣＳｙｎｃ６２２がｈｉｇｈになれば、「１」フリップ／フロップ６３０はクリ
アされる。
【０２５０】 「１」フリップ／フロップ６３０の信号は、垂直カウンタ・リセット（ＶＣＴ
Ｒ）６３８をリセットするための入力または追加的識別修飾子として使用される
。「１」フリップ／フロップ６３０の信号は、もう一方の信号である垂直同期（
ＶＳ）信号６４２と共に２入力ＡＮＤゲート６４０に入力される。このＡＮＤゲ
ートの出力は、ＶＣＴＲ６３８のリセットに使用される。
【０２５１】 図３１によれば、タイミング図は、「１」フリップ／フロップ６３２の出力と
、入力ＣＳｙｎｃ６２２、「ｑ０」フリップ／フロップ６２８、「２」ＡＮＤゲ
ート６２６および「１３０」ＡＮＤゲート６２４の出力との関係を示している。
図３１に見られるように、ＣＳｙｎｃ６２２は、短いｌｏｗのパルスを伴う通常
はｈｉｇｈの信号である。同期化の間は、ＣＳｙｎｃ６２２は通常、ｌｏｗであ
る。
【０２５２】 図３１から分かるように、ＣＳｙｎｃ６２２がｌｏｗ部分を有するため、「２
」カウンタはサイクル毎に２に到達する。「１３０」カウンタは、ＣＳｙｎｃ６
２２がｌｏｗとなっているときにのみ、設定された時間だけｌｏｗになる。この
設定時間は、１つの好ましい実施形態では、例えば６ＭＨZつまり１３０クロッ
クで２１．６ミリ秒である。「ｑ０」フリップ／フロップ６２８は、１３０ＡＮ
Ｄゲート６２４がｈｉｇｈのときにラッチする。「ｑ０」フリップ／フロップ６
２８は、次のカウント２で「１」フリップ／フロップ６３０によって検査される
。「１」フリップ／フロップ６３０は、ＶＳ同期６４２との組合せで垂直カウン
タ６３８をリセットする。
【０２５３】 図３２は、タイミング制御回路６４６の図２８Ａに類似する詳細図である。位
相ロック・ループ（ＰＬＬ）６４８は、その信号を、もとの水平同期信号５５４
ではなく論理ＣＰＬＤ５６２から受信する。論理ＣＰＬＤ５６２は、信号のノイ
ズを除去し、純粋な水平同期信号（ＨＳ’）を発生させる。ＰＬＬ６４８は、２
．５ボルト電源に接続された１対のダイオード６５０を有している。この回路に
より、ＰＬＬ６４８は、ダイオードの電圧降下分だけは２．５ボルトからずれて
移動する。
【０２５４】 上述の論理回路はＣＰＬＤに内蔵され、無関係のＶＳ信号が垂直カウンタをリ
セットすることを防止する。ＬＣＤパネルは、高速早送りモードおよび巻戻しモ
ードにおいて適正にフレームを形成する。
【０２５５】 先に述べた通り、場合によっては、ビデオ信号をプロセッサにより、後に詳述
する高速早送り走査またはレビュー走査のような加速された速度で受信させるこ
とが望ましいことがある。先に述べたように、その信号をビデオ信号から取得す
る位相ロック・ループは、より多くのノイズに曝される。
【０２５６】 １つの好ましい実施形態では、図３３に見られるように、ビデオからのタイミ
ングを使用して、複合信号５４８の受信からのタイミングとビデオ・データのフ
レーム・バッファ６５２への書込みとが制御される。
【０２５７】 ディスプレイ制御回路６５４がフレーム・バッファからマイクロディスプレイ
１１０に読取りを行うタイミングは、タイミング制御回路６５８内に配置された
第２クロックによって制御される。所定のタイプのビデオでは、このクロックは
２７ＭＨＺである。ディスプレイ側のタイミングは、２５ＭＨＺのような別の速
度が可能である。
【０２５８】 特定の実施形態では、画像は、インタレース・データのようにまず奇数行、次
に偶数行が走査されてディスプレイを構成する。行の走査レートが毎秒６０であ
れば、実際のリフレッシュ・レートは毎秒３０フレームになる。従来型のブラウ
ン管（ＣＲＴ）ディスプレイには、このリフレッシュ技術が使用されてきた。複
数のフィールドが同様の情報を持たない場合（例えば、一連の異なるカラー・ラ
イン）に生じる問題点は、酸化物の不均一である。図３４Ａは、対極への電圧ＶCOM が各サブフレームの後に切り換えされる３：１駆動方式を示している（即ち
、１つのカラーと偶数または奇数）。したがって、１フレームには６つのサブフ
レームが存在する。
【０２５９】 この３：１方式は、偶数および奇数フィールドが同一である特殊なケース以外
では、ＤＣバランスを保たない。ＶCOMは、奇数フィールドの緑のサブフレーム
の間は常にｈｉｇｈであり、偶数フィールドの緑のサブフレームの間は常にｌｏ
ｗであることに注意すべきである。ピクセルが奇数フィールドにおいてマジェン
タ（紫紅色）でありかつ偶数フィールドにおいて白であれば、このピクセルは６
つのサブフレームのうちの１つを高い黒の状態に使い、６つのサブフレームのう
ちの５つを白状態に使う。ＤＣのアンバランスは、ピクセルが低い黒の状態に駆
動されることがないことに起因して発生する。
【０２６０】 図３４Ｂが示す４：１タイミングは、ｈｉｇｈおよびｌｏｗのＤＣバランスを
保全し、赤、緑および青色のサブフレームが偶数および奇数の両フィールドに発
生する。カラーのサブフレーム・レートは５０Ｈｚのフィールド・レートを有す
るＰＡＬシステムで２００Ｈｚであり、これにより良好な結果が得られ、かつ好
ましくないちらつきは発生しない。但し、ＮＴＳＣシステムによる６０Ｈｚのフ
ィールド・レートは結果的に２４０Ｈｚのサブフレーム・レートをもたらし、こ
れは、カラーの均質性を損なう可能性がある。
【０２６１】 ＮＴＳＣシステムにおけるカラーの均質性を向上させるために、図３４Ｃが示
す比１０：３を使用して、サブフレーム・レートを２００Ｈｚまで減らすことが
できる。
【０２６２】 比１０：３の場合、対極電圧の切換に一致するカラー・サブフレームの最後は
、必ずしも入力フレームの最後に一致しない。しかし、ディスプレイへの書込み
は、１つの好ましい実施形態では各サブフレームの最初の３分の１で発生し、か
つ比１０：３によって少なくともその３分の１は同じフレーム内に存在すること
になるため、書込みは全て切換より前に発生する。１つの好ましい実施形態では
、書込みは１．６４ミリ秒である。発光および対極電圧の切り換え、および必要
に応じて、ピクセルの初期化は、サブフレーム上で発生する。
【０２６３】 例えば、図３４Ｃによれば、フレーム０の奇数入力は、６６０および６６２で
示される１対の同一の赤ビデオ入力を有している。奇数フレーム０における２番
目の赤ビデオ入力６６２は、偶数入力ビデオへの切換より先に書き込まれる。液
晶は安定する時間を有し、赤のＬＥＤは、上述のように対極電圧の切換より先に
発光される。次に書き込まれるサブフレームは、偶数フレーム０の６６４で示さ
れる緑である。１フレームの奇数または偶数部分は各々、各カラーの少なくとも
１つの書込みを有する。
【０２６４】 列の反転およびフレームの反転について主に述べてきたが、事例によっては他
の駆動方式が望ましい場合のあることは認識されている。列反転の場合は、１つ
の列がビデオを受信し、次の列が反転ビデオを受信する。次のフレームまたはサ
ブフレームでは、最初のサブフレームまたはフレームでビデオを受信したフレー
ムが次のフレームでは反転ビデオを受信するように、信号が反転される。フレー
ムの反転では、ディスプレイ全体が１つのフレームでビデオを受信し、次のサブ
フレームまたはフレームで反転ビデオを受信する。列の反転およびフレームの反
転に加えて、行の反転およびピクセルの反転という他のタイプの反転がある。ピ
クセルの反転では、列の反転と同様に、最初のピクセルがビデオを受信し、次の
ピクセルが反転ビデオを受信するが、加えて各行が反転される。
【０２６５】 先に述べた通り、比は変更が可能であり、その結果、信号または反転ビデオ信
号に関連づけられる画像の数が異なることになる。クロック・レート、ビデオお
よび反転ビデオのパターンに応じて、スティック（stick：膠着状態）およびち
らつきの目立ちは減少される。幾つかの反転ビデオのサブフレームを合わせて配
置し、次に幾つかのビデオのサブフレームを配置すれば、スティックは最小化し
、ちらつきは増える。様々なモードを混合すれば、ちらつきとスティックは共に
最小化される。
【０２６６】 これまでは、アナログのビデオ信号が受信されかつ信号は全期間に渡ってアナ
ログ状態であるディスプレイについて述べた。次は、初期信号がデジタルである
ディスプレイに説明を戻す。
【０２６７】 ディスプレイはアナログであるが、アナログ回路は、電力消費量が多く、他の
回路に干渉され易いという問題を持つ。したがって、実施形態によっては、信号
が、例えば集積回路上のディスプレイの近くに達するまでは、ディスプレイ信号
をデジタル信号として保有することが望ましい。
【０２６８】 １つの好ましい実施形態では、ディスプレイ信号は、図３５Ａが示すように、
マイクロディスプレイの集積回路に到達するまではデジタルである。これは、信
号が、図９および図１９Ａに示されている外部のデジタル−アナログ変換器４１
２からリボン・ケーブル上をアナログ信号としてマイクロディスプレイの集積回
路に入力される図２、１０および１１の場合とは対照的である。
【０２６９】 図３５Ａによれば、１２８０×１０２４ピクセルのマイクロディスプレイ６７
２を有する集積回路アクティブ・マトリクス・ディスプレイ６７０が示されてい
る。高解像度テレビ（ＨＤＴＶ）のフォーマットは、１２８０×１０２４ピクセ
ル・アレイを使用している。回路６７０には、１対の水平スキャナ６７４および
６７８と、垂直ドライバ６８０と、ＳＩＰＯ６８２と、アクティブ・マトリクス
・ディスプレイ６７２とが組み込まれている。
【０２７０】 アクティブ・ピクセル・アレイ６７２は、複数のピクセル１３８を有している
。各ピクセルは、図２０Ａに示されているようなトランジスタ１４０とピクセル
電極１４２とを有している。各ピクセル電極は、対極１４４および液晶層１４６
は共に作用して表示画像を形成する。１つの実施形態では、ピクセル・エレメン
ト１３８は隣接する行ライン１５０に接続されてストレージ・キャパシタ４４２
を形成している。
【０２７１】 １つの好ましい実施形態では、アクティブ・ピクセル・アレイ６７２に隣接し
てテスト・アレイ６７８が存在する。テスト・アレイ６７８は、前述のような温
度センサ、液晶のキャパシタンス測定値センサ、および／または特性クリア温度
センサを含むことができる。
【０２７２】 マイクロディスプレイの集積回路６７０は、一部がリボン・ケーブルで形成さ
れる６４チャネル・バス６８６を介してデジタル・ビデオ信号を受信する。さら
にこの集積回路は、２つのアナログ・ランプ信号６８８および６９０（奇数ラン
プおよび偶数ランプ）と、３つのクロック信号６９２、６９４および６９６（デ
ジタル・クロック、アドレス・クロックおよびゲート・クロック）と、アドレス
信号６９８とを受信する。
【０２７３】 アドレス信号６９８およびアドレス・クロック信号６９４は、ＳＩＰＯ６８２
および垂直ドライバ６８０と合同して、データが書き込まれる行を選択する。垂
直ドライバ６８０は、適正な行ドライバを選択するデコーダと、この好ましい実
施形態では行ドライバ１０２４であってその行のトランジスタをオンにする複数
の行ドライバとを有している。
【０２７４】 ２つの列または水平スキャナ６７４および６７８は同一であるが、上側の列ス
キャナ６７４は偶数列に対する信号を受信して処理し、下側の列スキャナ６７８
は奇数列に対する信号を受信して処理する点が異なる。奇数列に対する信号は一
方の側から供給され、偶数列に対する信号はもう一方の側から供給される点は、
図１１に関連して示したものに類似している。但し、図１１で受信される信号は
アナログであるが、図３５Ａの信号はデジタルである。
【０２７５】 列スキャナ６７４および６７８は各々、後述のようなシフト・レジスタと、ラ
イン・バッファと、ＬＦＳＲと、送信ゲートとを有している。アナログ・ランプ
信号、ゲートおよびデータ・クロック信号およびデジタル・データが、各スキャ
ナによって受信される。
【０２７６】 図３５Ｂによれば、時間パルスのビデオ信号は、３２チャネル・データ・ライ
ンに沿ってランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）７００に入力される。所望の
列に対するＲＡＭは、列または水平スキャナ６７４および６７８のシフト・レジ
スタ７０２によって発生される書込みイネーブル（ＷＥ）を使用して選択される
。
【０２７７】 シフト・レジスタ７０２は、適正なＲＡＭ７００を選択する。選択されたＲＡ
Ｍ７００におけるデータは、線形フィードバック・シフト・レジスタ（ＬＦＳＲ
）７０４に送られる。ＬＦＳＲ７０４は、１つの好ましい実施形態では８ビット
のＬＦＳＲである。ＬＦＳＲ７０４は、２n−１状態シーケンスを生成する。但
し、ｎはビット数である。
【０２７８】 ８ビットＬＦＳＲでは、ディスプレイは、１つのカラーに２５６のグレーまた
は区別を持たせることができる。ロード信号ＬＤ７０６がアサートされると、Ｒ
ＡＭの内容がＬＦＳＲに転送され、これにより、ＬＦＳＲの初期状態が設定され
る。デート・クロックＧＣＬＫ６９６は、その状態シーケンスを通してＬＦＳＲ
を循環させる。ＬＦＳＲの全ビットが１になると、ＡＮＤゲート７０８は１を出
力し、これによりトラック・アンド・ホールドＴ／Ｈ回路７１０がホールド状態
に置かれ、列ライン７１０１上のランプ電圧がサンプリングされる。こうして、
入力されたデジタル・データはＬＦＳＲの初期状態を設定し、これにより、ＬＦ
ＳＲが１で満たされるまでのＧＣＬＫのサイクル数が決定され、さらに、ランプ
信号をサンプリングしてアナログの列電圧を設定する時間が決定される。
【０２７９】 １つの好ましい実施形態では、ＬＦＳＲは当該行からのデータに基づいて作動
している間に、ＲＡＭ７００には次の行に関するデータを書き込むことができる
。
【０２８０】
【表１】
【０２８１】 特定の実施形態では、後述のように、情報を、車両用のヘッドマウント装置の
ように１つの場所から他の場所に送ることが望まれる場合がある。その方法は、
データ・リンク７２０の使用である。
【０２８２】 データ・リンク７２０は、情報を、広帯域幅で最少のコネクションにより高速
で送信できるように変換する。例えば１つの好ましい実施形態では、マイクロデ
ィスプレイ１１０は、８ビットのグレー・スケールを有する１２８０×１０２４
ピクセル・アレイである。
【０２８３】 データ・リンク７２０は、図３６が示すように、リンク７２２を有し、複数の
データ信号線ペア７２４または光ファイバおよびクロック配線ペア７２６または
光学素子を有している。データは、ビデオ・カード７３０上に配置された送信ユ
ニット７２８によって符号化され、直列化される。データは、リンク上を高速ク
ロック・レートで伝送される。ドライバ・ボード７３４のディスプレイ上に配置
された受信機７３２は、データを復号し、「並列」データ形式に戻す。１つの好
ましい実施形態では、データ・リンクは、例えばシリコン・イメージーズ社から
ＰａｎｅｌＬｉｎｋの商品名で市販されているものである。このリンクの目的は
、最小数のデータ・ラインを使用してデータ・レートを上げることにある。この
データ・リンクまたは送信システムは、テキサス・インスツルメンツ社のＦｌａ
ｔＬｉｎｋ（商標）データ伝送システムまたはシリコン・イメージーズ社のＰａ
ｎｅｌＬｉｎｋ（商標）といった多くの供給業者が市販しているようなファイバ
・チャネルを使用している。
【０２８４】 データ・リンク７２０に加えて、ディスプレイ・システムは、後述のように増
幅器の差分を補償する擬似ランダム・マルチプレクサを有することが可能である
。１つの好ましい実施形態におけるマイクロディスプレイ１１０は、図３７Ａに
見られるように、ドライバ・ボード７３４上でデジタル信号から変換されるアナ
ログ信号を受信する。デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）３５６を介し
て変換された信号は、図３７Ｂに見られるように、増幅器（演算増幅器）７４０
を介して送られる。各増幅器は僅かに異なっているため、各増幅器に同じ信号が
入力されると、異なる信号が出力されることになる。これらの増幅器がディスプ
レイ上の信号に使用されると、ユーザは、出力される信号の差によって暗い列お
よび明るい列に気付く。この差分を補正するように増幅器を調節することも可能
であるが、擬似ランダム・マルチプレクサ・システムは変動を補正する。
【０２８５】 １つの実施形態における擬似ランダム・マルチプレクサ・システムは、１対の
擬似ランダム・マルチプレクサ７４２を有している。１つの好ましい実施形態に
おける各擬似ランダム・マルチプレクサ７４２は、１つの好ましい実施形態では
ディスプレイ・ドライバ・ボード７３４にプラグ・インするボード上に形成され
ている。擬似ランダム・マルチプレキシング・システムは、ディスプレイ・ドラ
イバ・ボードと一体に製造可能であることは明らかである。
【０２８６】 擬似ランダム・マルチプレクス・システムは、Ｄ／Ａ変換器３５６から信号を
捕獲し、この信号を増幅器の１つに擬似ランダムに送信し、次いでその増幅器か
ら信号を受取り、この信号を適正な出力に、マイクロディスプレイの入力として
送る。図３７Ｂでは、ディスプレイ用のドライバが略示されている。データは直
列で、デジタル２×８クロス・マルチプレクサ・デマルチプレクサ７４４の２つ
のチャネル（偶数データ・チャネル７４６および奇数データ・チャネル７４８）
に入力される。データは、マルチプレクサ７４４から８つのチャネルで、即ち４
つの高ビデオ（偶数行）チャネル７５０と４つの低ビデオ（奇数行）７５２で出
力される。データは、データ・フローを制御する水平カウンタ７５６によって制
御される複数のラッチ７５４により、Ｄ／Ａ変換器３５６に送られる。Ｄ／Ａ変
換器３５６からの変換された信号は、擬似ランダム・マルチプレクス・ボード７
４２に取り込まれ、増幅器７５８の１つに導かれた後、適正な出力に送られる。
図３７Ｂでは、擬似ランダム・マルチプレクサ・ボードの入力は、端子上の「１
」で、出力は端子上の「２」で表されている。
【０２８７】 １つの好ましい実施形態では、擬似ランダム・マルチプレクサは２つの同一ユ
ニットを有している。一方のユニットは、高ビデオへの入力を擬似ランダム化し
、２番目のユニットは低ビデオへの入力を擬似ランダム化する。１つの好ましい
実施形態では、この擬似ランダム・マルチプレクサは、高位信号と低位信号とで
増幅器を混合しない。複数の増幅器は、異なるオフセットを有している。但し、
こうした混合が発生し得ることも認識されている。
【０２８８】 擬似ランダム・マルチプレクサ・ボードは、４つのＤ／Ａ変換器３５６からの
出力と、４つの増幅器７５８からの出力とを受信するための８つの入力を備える
ヘッダを有している。ヘッダは、信号を４つの増幅器と４つの個々のビデオ信号
とに送るための８つの出力を有している。
【０２８９】 Ｄ／Ａ変換器３５６からの信号（４つの信号）は各々、４つの個々のスイッチ
回路に供給される。したがって、計１６のスイッチ回路が存在する。１つの好ま
しい実施形態では、４つのスイッチより成るセットが各々、１つのチップ上に配
置されている。個々のスイッチは、各々論理チップから制御入力を受信する。各
セット内の１つだけ、しかも各セット毎に異なる１つのスイッチは、増幅器への
入力である出力への全ての入力フローに対して閉路されている。増幅器からの出
力は、第２のスイッチ・セットと同様の経路を取る。第２のスイッチ・セットは
、論理チップからの同一入力を使用して制御され、これによりスイッチからの出
力は適正なビデオ信号に送られる。図３７Ｂにおける一番上のＤ／Ａ変換器を介
して進む信号は、最上の信号ラインに出力される。
【０２９０】 以下は、個々のスイッチの設定方法を示す２例である。最初の例では、初めの
２入力からの信号は、擬似ランダム・マルチプレクサがなければその信号が送ら
れる増幅器に送られる。第３および第４の入力からの信号は、マルチプレクサに
よって切り換えられた後に増幅器に入力され、次に適正なラインに切り換えして
戻された後にディスプレイに向けて送られる。
【０２９１】
【表２】
【０２９２】 スイッチＡ スイッチＢ ＶＨ０１→ＶＨ０２ ＶＨ０３→ＶＩＤＨ０ ＶＨ１１→ＶＨ１２ ＶＨ１３→ＶＩＤＨ１ ＶＨ２１→ＶＨ３２ ＶＨ３３→ＶＩＤＨ２ ＶＨ３１→ＶＨ２２ ＶＨ２３→ＶＩＤＨ３
【０２９３】 ２番目の例では、入力からの信号は下記の増幅器に送られる。最終入力からの
信号は、最初の増幅器に送られる。次に、増幅器からの出力は適正なラインに切
り換えして戻され、ディスプレイに送られる。
【０２９４】
【表３】
【０２９５】 スイッチＡ スイッチＢ ＶＨ０１→ＶＨ１２ ＶＨ１３→ＶＩＤＨ０ ＶＨ１１→ＶＨ２２ ＶＨ２３→ＶＩＤＨ１ ＶＨ２１→ＶＨ３２ ＶＨ３３→ＶＩＤＨ２ ＶＨ３１→ＶＨ０２ ＶＨ０３→ＶＩＤＨ３
【０２９６】 ４つの入力と４つの出力とによる上述の２例は、１６の組合せのうちの２つに
過ぎない。擬似ランダム・マルチプレクサは１６の条件間で絶えず切り換えを行
ない、人の目を増幅器に調和させる。その速度は、フレーム・レート（６０Ｈｚ
）または行レート（６０ＫＨｚ）の何れかでもよいが、行レートの方が好ましい
。
【０２９７】 図３８Ａによれば、液晶は、ピクセル電極と対極との間の電圧差である電圧の
変化に対し線形には応答しない。１つの好ましい実施形態におけるように、透明
から黒までの電圧のオフセット変動が４．５ボルトであれば、図３８Ａが示すよ
うに、電圧変化の最初の０．５ボルトと最後の０．５ボルトとが透過率に与える
影響は最小である。さらに、上述の幾つかの実施形態ではビデオ信号はデジタル
式に記憶されていて、選択された電圧は複数の離散位置にしか存在できない。さ
らに、図３６および３７Ａが示すような、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｉｍａｈｅｓ、Ｎａ
ｔｉｏｎａｌ ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒおよびＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍ
ｅｎｔの各社から市販されているデータ・リンク７２２は、３２ビット／クロッ
ク・サイクルをサポートしている。この離散位置および限定された帯域幅により
、カラーは制限されかつカラー像は不均質なものになる。
【０２９８】 図３８Ｂは、マイクロディスプレイ用のディスプレイ制御回路７６２を示して
いる。ディスプレイ制御回路７６２は、画像のグレー・スケールおよびカラーを
補正するためのデジタル・ルックアップ・テーブル７６４を有している。ガンマ
補正ルックアップ・テーブルとも称されるこのルックアップ・テーブルは、選択
された液晶の輝度、もしくはこの場合は透過率をテーブルで定めて、所望の画像
を得る。図３８Ａが示すような非線形特性は望ましくないが、妥当な均質性に基
づいて選択された強度または透過率をテーブルで定めることもまた望ましくない
ことが認識されている。これは、人間の目は絶対値よりも割合によって差異をよ
く識別する傾向があるためである。
【０２９９】 ビデオ信号は、デジタル制御回路７６２のプロセッサ４０２によって受信され
る。図１９Ａのプロセッサに類似するプロセッサ４０２は、信号４０４（それが
以前にＲＧＢ、ＮＴＳＢ、ＰＡＬ他のあらゆる形式の信号であっても）をデジタ
ル信号に変換する。デジタル信号は、タイミング制御回路７６８の第１部分７６
６に送られる。タイミング制御回路７６８の第１部分７６６は、必要に応じてメ
モリ４０６／４０８との間でデータを送受信する。タイミング制御回路７６６か
らのデータは、データ・リンク７２０を通して送られる。
【０３００】 データ・リンク７２０のマイクロディスプレイ１１０側には、ルックアップ表
７６４を有するタイミング制御回路７６８の第２部分７７０が配置されている。
特にガンマ補正ルックアップ・テーブルであるルックアップ・テーブル７６４は
、ディスプレイの転送特性に合わせて信号を直線化させるために使用される。
【０３０１】 バックライト系２６６とマイクロディスプレイ１１０の制御回線４２２および
４２４とは、タイミング制御回路７６８の第２の部分７７０によって制御される
。ルックアップ・テーブル７６４は、対極電圧の切換を有するディスプレイおよ
び対極電圧の切換のないディスプレイにより使用できる。
【０３０２】 ルックアップ・テーブルの入力は、表示が望まれる離散グレー・スケールまた
はカラー・シェードに関する情報のマルチビット部分である。このビット・セッ
トは、テーブルのアドレスまたは位置として処理される。この位置におけるメモ
リ値は、次にテーブルから新たな情報のマルチビット部分として出力されるが、
これは、テーブルの設計および機能に応じて入力データの場合よりもビット数が
多くなるか、少なくなるか、或いは同数となる。１つの好ましい実施形態では、
テーブルのデータ入力は８ビット、データ出力は１０ビットになる。次に、この
１０ビットはＤ／Ａ４２２でアナログ信号に変換され、マイクロディスプレイ１
１０に適正電圧を供給することにより、所望の入力ビットに対応してビューワに
光を送信する。ルックアップ・テーブルの値は、図３８Ａに類似するディスプレ
イのガンマ曲線から得られる。
【０３０３】 １つの好ましい実施形態では、２４ビットのデータ・リンク７２０（本来赤、
緑、青のピクセル各々に８ビットに設計されたもの）については、カラー順次フ
ォーマットでは、隣接するピクセルに対しクロック・サイクル毎に４つの６ビッ
ト・ピクセル値または３つの８ビット・ピクセル値を送信できる。６ビット×８
ビットのルックアップ・テーブルに対し６ビット入力を使用すると、ビューアに
は１カラーにつき６４の明瞭かつ等しい間隔のグレー・シェードが供給される。
８ビット×１０ビットのルックアップ・テーブルに対し８ビット入力を使用する
と、ビューアには１カラーにつき２５６の明瞭かつ等しい間隔のグレー・シェー
ドが供給される。こうして、画像品質への影響を最小限に抑えた、より高いデー
タ転送処理能力が達成される。
【０３０４】 １つの好ましい実施形態では、４８ビットのデータ・リンク７２０（本来赤、
緑、青のピクセル各々に１６ビットに設計されたもの）については、カラー順次
フォーマットでは、隣接するピクセルに対しクロック・サイクル毎に８つの６ビ
ット・ピクセル値または６つの８ビット・ピクセル値を送信することができる。
６ビット×８ビットのルックアップ・テーブルに対し６ビット入力を使用すると
、ビューアには１カラーにつき６４の明瞭かつ等しい間隔のグレー・シェードが
供給される。８ビット×１０ビットのルックアップ・テーブルに対し８ビット入
力を使用すると、ビューアには１カラーにつき２５６の明瞭かつ等しい間隔のグ
レー・シェードが供給される。こうして、画像品質への影響を最小限に抑えた、
より高いデータ転送処理能力が達成される。
【０３０５】 ルックアップ・テーブルを、データ・リンクを有する実施形態に関連して説明
してきたが、ルックアップ・テーブルはデータ・リンクと独立して使用可能であ
ることは明らかである。
【０３０６】 ＬＥＤの発光を同期化して、発光の前の最長の安定時間を可能にし、かつ次の
カラーの安定の前に発光を確実にオフにするカラー順次ディスプレイとは対照的
に、特定の実施形態では、モノクロ・ディスプレイにおける発光の正確なタイミ
ングは必ずしも必要としない。
【０３０７】 図３９Ａは、モノクロ・ディスプレイ用のタイミング図を示している。ディス
プレイはモノクロであるため、ＬＥＤ２７０は常時オンであり、画像は、列反転
または他の反転方法を使用して何度も書き込まれる。列反転においては、１つの
フレーム（例えばフレーム１）内に奇数列がビデオで書き込まれ、かつ偶数列が
反転ビデオで書き込まれる。次のフレーム（例えばフレーム２）では、偶数列が
ビデオで書き込まれ、かつ奇数列が反転されたビデオで書き込まれる。モノクロ
・ディスプレイが対極の電圧を切り換えるか、もしくはＬＶＶなどの各フレーム
の開始時にピクセルを初期化する場合は、カラー順次ディスプレイに関連して先
に説明したＬＥＤの発光がモノクロ・ディスプレイで実行される。
【０３０８】 図３９Ｂ１および３９Ｂ２には、１つの代替実施形態のディスプレイ制御回路
７７４が示されている。ディスプレイ制御回路７７４は、図１１に示された、同
時に２つのピクセルの書込みが行われる集積回路ディスプレイ・ダイ２５８と組
み合わせて機能できる。デジタル制御回路７７４は、ソースから画像を取込み、
マイクロディスプレイ１１０上にその画像を表示する。ビデオ信号４０４は、Ｎ
ＴＳＣ、ＰＡＬまたはＳ−ビデオなどのアナログ・フォーマットであってもよく
、その場合には、ビデオ信号はアナログ・ビデオ・デコーダ７７６ａにより受け
取られ、赤−緑−青（ＲＧＢ）または輝度−クロミナンス（ＹＣｂＣｒ）成分に
よるデジタル表示４０４ｖに変換される。デコーダ７７６ａはまた、タイミング
情報を抽出して同期信号４０４ｓを生成する。
【０３０９】 代替として、入力ビデオ信号４０４はＢＴ．６５６などのデジタル・フォーマ
ットであってもよい。この場合は、デジタル・フロントエンド７７６ｄがデジタ
ル・ビデオ４０４ｖと同期信号４０４ｓとを分離する。
【０３１０】 デジタル・ビデオ信号４０４ｖがＹＣｂＣｒで表されていれば、これはフォー
マット変換器７７８によってＲＧＢに変換される。信号４０４ｖがＲＧＢ表示を
使用していれば、変換器７７８はバイパスされる。
【０３１１】 １つの好ましい実施形態では、アナログ・ビデオ・デコーダ７７６ａを除くデ
ジタル制御回路７７４のコンポーネントは全て、単一の特定用途向け集積回路Ａ
ＳＩＣ７８２内に集積化されている。代替実施形態では、デコーダ７７６ａがＡ
ＳＩＣ７８２内に完全にまたは部分的に集積化されている場合もある。別の代替
実施形態では、ＤＲＡＭ１００４またはデジタル−アナログ変換器３５６がＡＳ
ＩＣ７８２の外側に配置される場合もある。タイミング発生器７８０は、同期信
号４０４ｓを受信し、ＡＳＩＣ７８２に必要な全てのタイミング信号を生成する
。
【０３１２】 ＡＳＩＣ７８２はまた、ＩＩＣインタフェース７９６を含んでいる。ＩＩＣイ
ンタフェース７９６は、外部のプロセッサに構成レジスタ７９８からの読取りお
よびそのレジスタへの書込みを行う手段を供給する。構成レジスタは、ＡＳＩＣ
７８２の他のコンポーネントの動作モードおよびタイミング・パラメータをプロ
グラミングするのに使用される。
【０３１３】 ＢＴ．６５６規格に適合するデジタル・ビデオ・フォーマットは、３２０×２
４０のディスプレイに合わせて拡大縮小できる。従来型の２７ＭＨＺクロックで
復号されるアナログＮＴＳＣおよびＰＡＬビデオもまた、拡大縮小が可能である
。水平サイズの場合、３６０サンプルを３２０サンプルに減らすために９：８の
倍率変更が必要である。
【０３１４】 ５２５のラインおよび６０Ｈｚのフィールド・レートを有するフォーマット（
ＮＴＳＣ）は、垂直の倍率変更を必要としない。垂直解像度２４０ラインの場合
、フィールド当たり２４３および２４４のアクティブ・ラインでは余分な３およ
び４ラインは廃棄される。但し、６２５のラインおよび５０Ｈｚのフィールド・
レートを有するフォーマット（ＰＡＬ）では、６：５の倍率変更により２８８の
アクティブ・ラインを２４０に減らす必要がある。
【０３１５】 水平スケーラ７８６は、９：８の水平倍率変更を実行する。１つの好ましい実
施形態では、図３９Ｃに略示された補間方式を使用している。垂直スケーラ７８
０は、６：５の垂直倍率変更を実行する。１つの好ましい実施形態では、図３９
Ｄに略示された補間方式を使用している。これらに替わる補間方式を使用するこ
とも、可能である。
【０３１６】 規格外のビデオ・フォーマットは、倍率変更を必要としない。その場合は、ス
ケーラ７８６および７８８をバイパスできる。その他のビデオ・フォーマットは
、水平９：８および垂直６：５以外の倍率変更比を必要とする可能性がある。
【０３１７】 図３９Ｂ１に戻ると、垂直スケーラ７８８からのビデオ信号は、図３８Ｂに関
連して先に述べたものに類似するガンマ補正回路７９２に送られる。入力ビデオ
信号の赤、緑、青の各々の成分対して、ガンマ補正回路７９２は補正された出力
値を生成し、それにより、信号がＤ／Ａ変換器３５６によってアナログに変換さ
れた場合に、得られる輝度が人の目にとって適正なものとなるようにする。
【０３１８】 １つの好ましい実施形態では、ガンマ補正回路７９２は、予想される全ての入
力値に対する補正出力値を包含するルックアップ・テーブル７６４を使用する。
別の好ましい実施形態では、ガンマ補正回路７９２は入力の区分線形関数を計算
し、１７の構成レジスタに記憶された値の間で補間する。ガンマ補正回路７９２
からの信号は、ピクセル・ペアリング回路７９４に送られる。
【０３１９】 ピクセル・ペアリングでは、メモリをさらに効率的に使用するために、赤、緑
、青のピクセルの個々の値の並べ替えが行なわれる。ピクセル・ペアリングの略
図は、図３９Ｅに示されている。ピクセル・ペアリング回路７９４は、６．７５
ＭＨＺで２４ビット・ワードを受信する。各ワードは、単一ピクセルの赤、緑、
青の成分を３つの８ビット値として含んでいる。１６ビットの出力ワードは、水
平方向に隣接するピクセルからの同一カラーの８ビット値を２つ含んでいる。こ
のフォーマットは、ディスプレイが要求するものである。
【０３２０】 図３９Ｂ２によれば、ピクセル・ペアリング回路７９４からの１６ビット・デ
ータ・ストリームは、トライ・ステート・バッファ１００２によって２つのＤＲ
ＡＭフィールド・メモリ１００４のうちの一方に入力される。ＤＲＡＭフィール
ド・メモリは、一方が書き込まれる間に他方が読み取られる。書込みおよび読取
りのためのアドレスおよび制御信号は、各々、ＤＲＡＭ制御器１００８および１
０１０によって生成される。マルチプレクサ１００６は、読取りおよび書込みア
ドレスおよび制御信号を適正なフィールド・メモリ１００４に提供する。
【０３２１】 読取られたＤＲＡＭフィールド・メモリ１００４からのデータは、出力プロセ
ス回路１０１２に送られ、この回路は、必要であればこのビデオを反転させる。
出力データは次に、２７ＭＨＺ、８ビット・ワードの最高データ・レートでデジ
タル−アナログ変換器３５６に送られる。変換器３５６からのアナログ信号は、
外部のビデオ増幅器１０１４によって増幅され、ディスプレイ１１０を駆動する
。
【０３２２】 ＡＳＩＣ７８２はまた、ディスプレイ・タイミング制御ユニット１０１６を含
み、このユニットは、ディスプレイ１１０、バックライト２６６および対極用の
アナログ・スイッチ１０１８のための制御信号を発生させる。
【０３２３】 上述のモノクロおよびカラー・アクティブ・マトリクス・ディスプレイ両方の
実施形態は、デジタルカメラ、ファインダ、車両用ディスプレイ、プリンタ、ポ
ケットベルおよび携帯電話などの無線通信デバイスを含む様々な製品に使用でき
る。
【０３２４】 図４０Ａ−４０Ｄには、静止写真用のデジタルカメラ８００が示されている。
図４１は、カメラ８００の分解組立図である。デジタルカメラ８００は、図４１
に見られるように、画像センサ８０４の前に配置されたレンズ８０２を有してい
る。デジタルカメラ８００は、上述のようなマイクロディスプレイ１１０と、図
４０Ｂに見られるようなオン／オフ・スイッチを有している。図１３Ｂにおいて
見られるような、レンズ２９８を通して見られるマイクロディスプレイ１１０は
、カメラの照準を合わせるためのものであると同時に、捕獲された画像を見るた
めのものである。マイクロディスプレイであるファインダ１１０の焦点を合わせ
るための焦点ノブ８２６は、図４０Ａで見られるようにデジタルカメラの前側に
配置されている。
【０３２５】 図４０Ｂに戻ると、１つの実施形態では、デジタルカメラ８００に、コンパク
ト・フラッシュ・カード（ＣＦ）、スマート・メディアのような着脱可能なメモ
リ・カードが挿入される。デジタルカメラ８００は、コンパクト・フラッシュ・
カードのアクセス・ドア８０８と、エジェクト・ボタン８１０とを有している。
【０３２６】 図４０Ｃによれば、選択スイッチ８１２と、シャッター／押しボタン８１４と
が示されている。軟質のベゼル８１６は、ハウジング８２８と８３０とを結合さ
せる。選択スイッチ８１２は、押しボタン８１４との組合せで、記録された画像
の削除、画像の保存および画像の目視を可能にする。図４０Ｄに見られるような
入力／出力ドアカバー８１８は、図４１に見られるような回路アッセンブリ８２
２内に装備された入力および出力８２０をカバーしている。
【０３２７】 カメラ８００は、図４１に見られるように、回路アッセンブリ８２２を前側お
よび後側のプラスチック製ハウジング８２８および８３０でカバーしている。カ
メラ８００は、回路アッセンブリ８２２の前側に配置された、複数のバッテリ８
３４を保持するためのバッテリ・ホルダ８３２と、前側のプラスチック製ハウジ
ング８２８に装着されるバッテリ・ドア８３６とを有している。バッテリ・ホル
ダ８３２は、このハウジングと一体で形成可能であることは明らかである。
【０３２８】 １つの好ましい実施形態では、カメラ８００は、記録写真と共に音声を録音す
るためのマイク８３８を有している。カメラ８００は、焦点合わせのための赤外
線センサを有することは認識されている。
【０３２９】 デジタルカメラは、ポータブル・コンピュータ、カードリーダなどの装置と接
続して、画像をデジタルカメラからコンピュータまたはプリンタに転送すること
ができる。１つの好ましい実施形態では、コンパクト・フラッシュ・カードなど
のカードがカメラから取り出され、コンピュータに挿入される。１つの代替実施
形態では、転送は、入力／出力ドアカバー８１８を介してアクセスできるケーブ
ルによってコンピュータまたはＮＴＳＣ ＴＶ出力と接続して、デジタルカメラ
と双方向で行うことができる。
【０３３０】 図４２には、カメラ８００用のカラー順次マイクロディスプレイ１１０のディ
スプレイ制御回路８４０の一実施形態が示されている。ディスプレイ制御回路８
４０は、アナログ信号プロセッサ４０２で画像センサ８０４からアナログ複合信
号４０４を受信する。アナログ信号プロセッサ４０２は、ＳｏｎｙのＣＸＡ１５
８５のような市販のチップであってもよく、これは、信号４０４を赤、緑、青の
成分に分離する。前記実施形態についてはアナログ信号に関連して説明してきた
が、信号はデジタルであってもよい。デジタル・システムは、本発明で述べられ
る内容を取り入れている。
【０３３１】 画像は、アナログ信号プロセッサ４０２から直接マイクロディスプレイ１１０
に送られる。図２８Ａ−３４に関連して先に述べたガンマ補正関連のインタフェ
ース、Ｐｃｌｋおよび２つの同期クロックの組込みが可能である。
【０３３２】 同時に、この３つのアナログ・カラー成分は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）
変換器８４２によってデジタル信号に変換される。デジタル信号は、デジタル信
号プロセッサ８４４によってさらに処理され、メモリ回路８４６に記憶される。
メモリ回路８４６に記憶された信号は、圧縮、ガンマ補正、スムージングおよび
／またはディザリングなどによって強調または変更することが可能である。強調
または変更には、Ａｄｏｂｅ，Ｉｎｃ．が販売しているＰｈｏｔｏｓｈｏｐ，Ｉ
ｎｃ．などの市販のソフトが使用される。
【０３３３】 画像センサ８０４に関連づけられたアナログ信号プロセッサ４０２から直接目
視することに加えて、マイクロディスプレイ１１０は、デジタル信号を、デジタ
ル信号プロセッサ８４４を介してデジタル信号をアナログ信号に変換して戻すデ
ジタル−アナログ変換器３５６を通すことにより、メモリ８４６に記憶されてい
る内容を表示することができる。ディスプレイ制御回路８４０は、信号を赤、緑
、青の成分に分離するアナログ信号プロセッサ８４８を有している。デジタル・
プロセッサの後段のアナログ信号プロセッサは画像センサ・データを補正する。
【０３３４】 ディスプレイ制御回路８４０は、タイミング回路を含む論理回路８５０を有し
ている。論理回路８５０は、画像センサ８０４と、マイクロディスプレイ１１０
と、デジタル信号プロセッサ８４４と、メモリ８４６とに接続され、ビデオ信号
の流れを制御している。
【０３３５】 画像を直接、画像センサからアナログ信号プロセッサ４０２を介してマイクロ
ディスプレイに取り込むとき、論理回路８５０は、信号をマイクロディスプレイ
１１０が使用する赤、緑、青の信号に同期させる。この同期には、様々なフィル
タを使用してマイクロディスプレイ１１０に供給される同期化されたカラー順序
で画像データを集めることと、バックライト２６６の発光を調整することを含む
ことができる。
【０３３６】 論理回路８５０は、メモリ８４６からのビデオ・データをディスプレイ１１０
に送り、かつ各原色のラインに沿ってバックライト２６６の発光を調整すること
によって、各カラー・フレームのディスプレイ上への順次フローを制御する。
【０３３７】 マイクロディスプレイ１１０は、スチル・カメラ８００のファインダとして使
用される以外に、図４３に見られるように、カムコーダまたはビデオ・レコーダ
８６０のファインダとしても使用される。カムコーダ８６０は、光学ハウジング
を含むマイクロディスプレイ１１０を備えるファインダ・ハウジング８６２を有
している。
【０３３８】 図１３Ａおよび１３Ｂに関連して先に説明した通り、組み立てられたディスプ
レイ・モジュール２８６は、マイクロディスプレイ１１０と、バックライト・ハ
ウジング２７８と、レンズ２９８を有する光学ホルダ２９４とを有している。フ
ァインダ・ハウジング８６２は、そのコンポーネントが光軸３０６に沿って配置
されている組み立てられたディスプレイ・モジュール２８６と、回路基板８６４
とを含んでいる。
【０３３９】 ディスプレイ用の回路基板８６４は、図４４に略示されている。回路基板８６
４は、ＮＴＳＣ信号４０４を受信するためのアナログ信号プロセッサ４０２を有
している。ＮＴＳＣ信号４０４は、処理回路基板８６６から受信される。処理基
板８６６は、画像を、画像センサ８０４ａから、または再生モードではテープ８
６８から、もしくは内部メモリから受信する。録画モードでは、画像センサ８０
４からの画像がテープ８６８に録画される。図４３に見られるように、プロセッ
サ・ボード８６６に関連づけられたスイッチ８７０により、オペレータは、アナ
ログ信号プロセッサ４０２に送られる信号４０４を、画像センサ８０４から、ま
たはテープ８６８から選択することができる。テープ８６８は、標準速度以外に
も高速走査速度などの他の速度にも選択できる。
【０３４０】 ファインダ・ハウジング８６２内に配置された回路基板８６４は、アナログ信
号プロセッサ４０２を有する以外にも、タイミング制御回路８７２と、メモリ８
７４とを有している。また図４４は、ファインダ・ハウジング８６２内に配置さ
れたマイクロディスプレイ１１０およびバックライト２６６を示している。１つ
の好ましい実施形態では、この回路は、図２８Ａ−３４Ｃに関連して先に述べた
たように、ビデオ信号と２つのクロックとの同期を含んでいる。
【０３４１】 ヘリコプターまたは飛行機のような乗物では、操縦士は大量の情報を即座に処
理してその乗物を操縦することを要求される。１つの好ましい実施形態では、デ
ィスプレイはヘッドマウント・ディスプレイである。したがって、ディスプレイ
およびヘルメットを介して頭上に装着されるこれらのコンポーネントは、軽量で
あると同時に頑丈でなければならない。さらに、パイロットが体験する光の状態
は明るい陽光から暗闇まで変化するため、ディスプレイは輝度を変化できなけれ
ばならない。
【０３４２】 図４５にはと、乗物用８８２のディスプレイ・システム８８０の略図が示され
ている。この実施形態では、マイクロディスプレイであるディスプレイ１１０は
、ユーザが着用するヘルメット８８４に装着される。ディスプレイが映し出す情
報は、ディスプレイのコンピュータ８８６からデータ・リンク７２２を介してマ
イクロディスプレイ１１０に送信される。このシステムは、２つまたは１つのデ
ィスプレイを使用する双眼式または単眼式であることが可能である。
【０３４３】 コンピュータ８８６は多くのソースから情報を受信するが、その情報には、記
憶データ８８８、乗物に搭載された装置の速度、方向、高度の各センサ８９０、
夜間用または赤外線用などの視覚強化のためのカメラ８９２、レーダ装置などの
投射型センサ８９４および他のソースから受信された無線送信８９６による情報
を含むことができる。コンピュータ８８６は、操縦者からの入力に基づいてデー
タを選択し、組み合わせることができる。
【０３４４】 情報は、データ・リンク７２２を使用して、ディスプレイのコンピュータ８８
６からマイクロディスプレイ１１０に転送される。データ・リンク７２２は、デ
ィスプレイのコンピュータ８８６に隣接して接続されたビデオ・カード８９８上
の変換されたデータを取込み、これをマイクロディスプレイ１１０に近接配置さ
れたディスプレイ・ドライバ・ボード９００に転送する。データ・リンク７２２
は、図３７Ａに見られるように、フラットなより線ケーブルおよび／または光ケ
ーブルの何れであってよい。図４５では、データ・リンク７２２はユーザの飛行
服から簡単に取り外しできる。
【０３４５】 １つの好ましい実施形態では、乗物はヘリコプターである。バックライトの光
源は、マイクロディスプレイから離れて配置されている。バックライトの光源は
、パイロットであるユーザの下または後方の何れかに配置され、光ファイバでパ
イロットのヘルメットに導かれている。マイクロディスプレイは、１つの好まし
い実施形態では、バックライト９０４である照明装置と連動して機能する。
【０３４６】 図４５に見られるように、この照明装置は制御器９０６に接続されており、昼
夜両用で光の輝度を変化させる。さらに別の好ましい実施形態では、この制御器
は個々のＬＥＤの光の輝度を変化させて、先に述べたようにカラー順次ディスプ
レイのカラー品質を向上させることができる。図４５に示された照明システムは
、ヘルメット８８４上にマイクロディスプレイ１１０に近接して取り付けられた
モノクロ用ＬＥＤである。
【０３４７】 これまでは、飛行機などの乗物に関連して説明を行ってきたが、この構成を一
般的なパソコンとの接続などの他の実施形態に使用できることは明らかである。
【０３４８】 カメラおよびディスプレイに加えて、マイクロディスプレイ１１０は、図４７
が示すようなデジタル・プリンタ９１０を使用する感光紙へのプリントに使用で
きる。デジタル・プリンタ９１０のディスプレイ回路９１２は、図４６に示され
ている。ディスプレイ回路９１２は、カラー順次ディスプレイの動作でデジタル
・プリンタ９１０の制御に使用される。
【０３４９】 ディスプレイ回路９１２は、外部のソースから画像データ４０４を受信しかつ
そのデータを適正な形式に変換するプロセッサ４０２を有する。変換には、画像
を１つは赤、１つは緑、１つは青である３つの別個の画像に編成することが含ま
れる。画像データは、制御回路９１６を介してメモリ４０６に送ることができる
。制御回路９１６は、画像が３つの別個のカラーで保存されているメモリ４０６
からデータを取り出し、デジタル−アナログ変換器４１２を介してこれをマイク
ロディスプレイ１１０に送る。マイクロディスプレイ１１０への画像の書込みは
、上述の実施形態に類似する方法で行われる。ディスプレイへの書込みが行われ
、かつそれが安定する十分な時間が経過した後、制御回路９１６は特定のバック
ライト２６６を発光させ、図４７に見られるように、ディスプレイ上の画像がプ
リンタ用紙９２０に投射される。
【０３５０】 プリンタ用紙９２０への画像の露光は、毎秒１８０サブフレーム・レートで画
像をディスプレイに書き込むことによって行うことが可能であり、個々の画像は
、１つのカラーに対する画像をマイクロディスプレイに書込み、安定時間を見越
した後に個々のＬＥＤを発光させ、次のカラーに対する画像をマイクロディスプ
レイに書込み、安定時間を見越した後に個々のＬＥＤを発光させ、第３のカラー
についてもこれを繰り返す、というパターンを反復する。このプロセスは、プリ
ンタ用紙９２０の露光に必要な回数が反復される。
【０３５１】 カラーの諧調度は、一般には液晶の回転の度合いによって決定されるが、デジ
タル・プリンタは本発明において説明されているマイクロディスプレイの他の用
途ほど時間に敏感ではなく、カラーの諧調度は発光時間の長さを利用して生成で
き、液晶は完全な透明または完全な黒になる。
【０３５２】 １つの好ましい実施形態では、液晶が透明または黒であってその間の諧調には
ない状態で、光源であるＬＥＤは設定された時間の間発光される。この時、幾分
かのピクセルは透明に回転し、ＬＥＤが再度発光する。このプロセスは、所望の
諧調度が達成されるまで反復される。
【０３５３】 一例としては、１つのカラーの合計露出時間は約０．６秒であり、１つのカラ
ーにつき４ビット、１６のグレー・レベルを保有することが望ましい。マイクロ
ディスプレイは、５０Ｈｚ、２０ミリ秒のフレーム・レートで作動される。マイ
クロディスプレイは、全体が弛緩して透明（白）になることが可能である。この
例では、列の反転が使用される。各サブフレームに対しては、対極電圧の切り換
え、ピクセルの初期化の何れも実行されない。４フレーム（８０ミリ秒）を使用
して、液晶を透明にすることができる。ピクセルは、所望されるカラーまたはグ
レー・レベルに応じて黒に駆動される。こうしたカラーが所望されなければ、ピ
クセルは透明（白）のままであるように、即ちグレー・レベルはゼロ（０）とし
て書き込まれる。こうしたピクセルに対しては、ピクセルは黒に駆動される。各
レベルにつき２つのフレームが実行される（即ち、グレー・レベル＞０であれば
２フレーム分のピクセルは白、そうでなければ黒）。バックライトはフレーム毎
に発光され、このプロセスが反復される。
【０３５４】 グレー・レベル＞１であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒
である。バックライトは、各フレーム後に発光される。
【０３５５】 グレー・レベル＞２であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒
である。バックライトは、各フレーム後に発光される。 ・・・
【０３５６】 グレー・レベル＞１４であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ
黒である。バックライトは、各フレーム後に発光される。
【０３５７】 １つのカラーが終了すると、他の２つのカラーについてプロセスが反復される
。
【０３５８】 各グレー・レベルは偶数個のフレームによって露光されるため、列反転駆動方
式による高および低黒レベル間の非対称性は何れも平均化される。さらにこのプ
リンタは、透明への弛緩よりも黒への駆動の方が速いという液晶の利点を利用し
ている。
【０３５９】 図３８Ａによれば、液晶は、電圧の変化、即ちピクセル電極と対極との電圧差
である電圧の変化に線形に応答しない。１つの実施形態におけるように、電圧オ
フセットが透明から黒まで４．５ボルト変動するとすれば、図３８Ａが示すよう
に、最初の０．５ボルトの変化と最後の０．５ボルトの変化が透過率に与える影
響は最小である。
【０３６０】 マイクロディスプレイのディスプレイ制御回路は、画像のグレー・スケールお
よびカラーを補正するためのデジタル・ルックアップ・テーブルを保有すること
ができる。ガンマ補正ルックアップ・テーブルとも称されるこのルックアップ・
テーブルは、所望の画像を得るために選択される液晶の輝度、もしくはこの場合
は透過率をデーブルで定める。図３８Ａが示すような非線形性は望ましくないが
、妥当な均質性に基づいて選択された輝度または透過率をデーブルで定めること
もまた望ましくないことが認識されている。これは、人間の目は絶対値よりも割
合によって差異をよく識別する傾向があるためである。ガンマ補正に関するより
詳細な検討は、本明細書にその全内容を参照により引用する２０００年７月２８
日出願の米国特許出願第０９／６４３，６５５号に記載されている。
【０３６１】 液晶は、完全に黒または完全に透明の何れかであり、この例におけるプリンタ
は、上述の液晶ガンマ曲線とは無関係である。
【０３６２】 代替実施形態として、マイクロディスプレイは白（透明）でなく黒に初期化さ
れる。露光は、バックライトがオンになる時点ではなく、液晶が白（透明）に切
り換わる時点によって制御される。
【０３６３】 両者の違いは、バックライトは全てのピクセルに同時に影響するが、液晶の遷
移は各ピクセルが走査されるときだけに発生する点にある。この場合、遷移のオ
ン／オフは共に、バックライトではなく液晶によって制御される（画像の上から
下まで、より均質にグレー制御される）。以下は、赤、緑、青のバックライトが
オフである一例である。 ４フレームは全ピクセルを黒に初期化 赤のバックライトがオン 赤レベル＞０であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 赤レベル＞１であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 赤レベル＞２であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 ・・・ 赤レベル＞１４であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 ２フレームは全ピクセルが黒 赤のバックライトがオフ ２フレームは全ピクセルが黒 緑のバックライトがオン 緑レベル＞０であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 緑レベル＞１であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 緑レベル＞２であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 ・・・ 緑レベル＞１４であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 ２フレームは全ピクセルが黒 緑のバックライトがオフ ２フレームは全ピクセルが黒 青のバックライトがオン 青レベル＞０であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 青レベル＞１であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 青レベル＞２であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 ・・・ 青レベル＞１４であれば、２フレームのピクセルは白、そうでなければ黒 ２フレームは全ピクセルが黒 青のバックライトがオフ
【０３６４】 合計は、１０４フレームまたは５０Ｈｚフレーム・レートで２秒を少し超える
。各グレー・レベルで１フレームだけを使用すれば、この時間は半分に削減でき
るが、黒の高位および低位の非対称性を平均化するという利点は失われる。
【０３６５】 ガンマ補正は、必ずしも上述の通りではないが、非線形的な特性を望むのであ
れば、（上述の例におけるような各レベルでの２フレームではなく）異なる数の
フレームを各グレー・レベルしきい値で露光することにより、その達成は容易で
ある。
【０３６６】 １つの実施形態では、発光の時間だけが変更される。別の実施形態では、発光
の時間と輝度の組合せを変えることができる。この後者の実施形態では、ＬＥＤ
の１回の発光後、幾つかのピクセルが開き、その他のピクセルが閉じてフィルム
のピクセルの時間と輝度の適正な組合せが達成されることが認識されている。
【０３６７】 上に述べた各実施形態からの差異の１つは、画像が感光紙９２０に投射される
場合には、フレーム・レートは毎秒６０フレームまたは毎秒１８０サブフレーム
を超える必要がない点である。書込みおよび安定時間は１秒の１０分の１のレベ
ルであり、ユーザにその遅延は知覚されない。１つの好ましい実施形態では、制
御回路９１６はフィルム・タイプ検出器９２２からの制御入力を有し、フィルム
・タイプ検出器９２２は、デジタル・プリンタ９１０に装着される用紙９２０の
タイプを読み取る能力を有している。制御回路９１６は、フィルムのタイプに依
存して発光および他の調整部分を調整することができる。制御回路９１６または
ＡＳＩＣは、ディスプレイ、カラー分解、露出、およびディザリングのような他
機能を制御する。さらに、制御回路９１６は、ＬＥＤの経年変化を補償するため
に、フィードバック・システムにおいてＬＥＤの出力に関する入力項目を取りこ
む。制御回路９１６はまた、写真のホワイト・バランスに合わせて発光の長さを
調節することもできる。
【０３６８】 図４７には、デジタル・プリンタ９１０の断面図が示されている。このデジタ
ル・プリンタは、バックライト２６６および印刷面９２４の両方から離隔された
マイクロディスプレイ１１０を有している。マイクロディスプレイとバックライ
ト２６６の間には、ディフューザ２８２と輝度増強フィルム２８０とが配置され
ている。ディスプレイ１１０と用紙面９２４の間には、レンズ９２６が配置され
ている。
【０３６９】 マイクロディスプレイ１１０は適正な画像を表示し、次いでバックライト２６
６が十分な時間期間オンになり、光が輝度増強フィルム２８０およびディフュー
ザ２８２を通過し、マイクロディスプレイ１１０の透明の部分を通過し、さらに
レンズ９２６を透過して印刷面９２４に配置された用紙９２０で受け取られる。
フィルム上で印刷の第１の部分が完了すると、バックライト２６６はオフになり
、制御回路９１６はマイクロディスプレイを他のカラーのうち１つのカラーのた
めに第２の画像に駆動する。バックライトは、所定の時間期間再びオンになり、
画像が印刷面に置かれた用紙に捕獲される。次に、制御回路９１６はバックライ
トをオフにし、マイクロディスプレイをそれぞれの第３のカラーに対する第３か
つ最終の画像に駆動する。この時バックライトが再度、設定された時間期間オン
になる。
【０３７０】 カラー順次プリンタが好ましいが、プリンタをモノクロにできることも望まし
いことは認識されている。モノクロ・モードでは、白いＬＥＤなどの１つの信号
カラーが存在するか、３つのＬＥＤが一緒に発光されるかの何れかである。
【０３７１】 さらに、１つの発光ダイオードを有するカラー順次ディスプレイが示されてい
るが、カラー・ホイールまたは調整可能なＬＣフィルタを使用可能であることは
認識されている。
【０３７２】 このデジタル・プリンタ９１０は、独立したユニットとして示されているが、
プリンタ９１０をインスタント・デジタルカメラまたは無線電話または携帯電話
のようなデバイス内に組み込むことができることは明らかである。図４８は、イ
ンスタント・デジタルカメラの回路９３０を示している。ディスプレイ制御回路
９３０は、アナログ信号プロセッサ４０２で画像センサ８０４からアナログ複合
信号４０４を受信する。アナログ信号プロセッサ４０２は、ＳｏｎｙのＣＸＡ１
５８５のような市販のチップであってもよく、これは、信号４０４を赤、緑、青
の成分に分離する。この実施形態についてはアナログ信号に関連して説明してき
たが、信号はデジタルであってもよいことは明らかである。デジタル・システム
は、本発明で述べられる内容を取り入れている。
【０３７３】 画像は、アナログ信号プロセッサ４０２から直接マイクロディスプレイ１１０
に送られる。ガンマ補正に関連するインタフェース、Ｐｃｌｋおよび２つの同期
クロックについては、本明細書にその全内容を引用している２０００年７月２８
日に出願された米国特許出願第０９／６４３，６５５号の発明の名称「携帯用マ
イクロディスプレイ・システム」に記載されている。
【０３７４】 同時に、この３つのアナログ・カラー成分は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）
変換器８４２によってデジタル信号に変換される。デジタル信号は、デジタル信
号プロセッサ８４４によってさらに処理され、メモリ回路８４６に記憶される。
メモリ回路８４６に記憶された信号は、圧縮、ガンマ補正、スムージングおよび
／またはディザリングなどによって強調または変更できる。強調または変更には
、Ａｄｏｂｅ社が販売しているＰｈｏｔｏｓｈｏｐ，Ｉｎｃ．などの市販のソフ
トが使用される。
【０３７５】 画像センサ８０４に関連づけられたアナログ信号プロセッサ４０２から直接目
視することに加えて、マイクロディスプレイ１１０は、デジタル信号を、デジタ
ル信号プロセッサ８４４を介してデジタル信号をアナログ信号に変換して戻すデ
ジタル−アナログ変換器３５６を通すことにより、メモリ８４６に記憶されてい
る内容を表示することができる。ディスプレイ制御回路９３０は、信号を赤、緑
、青の成分に分離するためのアナログ信号プロセッサ８４８を有している。デジ
タル・プロセッサの後段のアナログ信号プロセッサは画像センサ・データを補正
する。
【０３７６】 ディスプレイ制御回路９３０は、タイミング回路を含む論理回路１６２４を有
している。論理回路１６２４は、画像センサ８０４と、マイクロディスプレイ１
１０と、デジタル信号プロセッサ８４４と、メモリ８４６とに接続され、ビデオ
信号の流れを制御している。
【０３７７】 画像を直接、画像センサからアナログ信号プロセッサ４０２を介してマイクロ
ディスプレイに取り込むときは、論理回路１６２４は、信号をマイクロディスプ
レイ１１０が使用する赤、緑、青の信号に同期させる。この同期には、様々なフ
ィルタを使用してマイクロディスプレイ１１０に供給される同期化されたカラー
順序で画像データを集めることと、バックライト２６６の発光を調整することを
含むことができる。
【０３７８】 論理回路１６２４は、メモリ８４６からのビデオ・データをディスプレイ１１
０に送り、かつ各原色のラインに沿ってバックライト２６６の発光を調整するこ
とによって、各カラー・フレームのディスプレイ上への順次フローを制御する。
印刷能力の追加では、別個のマイクロディスプレイ１１０およびバックライト２
６６を備えるか、またはマイクロディスプレイ１１０およびバックライトを目視
用と画像配向用とで同一とし、ミラーまたはプリズム９３２が画像の向きを決め
るようにすることができる。別個のマイクロディスプレイ１１０およびバックラ
イト２６６を備えるか、またはマイクロディスプレイ１１０およびバックライト
を目視用と画像配向用とで同一とし、ミラーまたはプリズム９３２が画像の向き
を決めるようにすることができる。
【０３７９】 このカメラでは、ユーザは、人物と風景とでフォーマットを選択することがで
きる。このカメラは、様々なサイズの用紙／フィルムを組み込むことができる。
このカメラは、画像の記憶、ファイル管理および画像処理を組み込むことができ
る。またこのカメラは自動露出制御を有し、かつマニュアル制御にも設定するこ
とができる。このカメラは、ズーム、フレーミングおよびクロッピングの機能を
備えることができる。これらの機能は、無線電話を含む前述の他のインスタント
・プリント・デバイスに装備することが可能である。
【０３８０】 図４９Ａは、英数字ディスプレイ９４２と、キーパッド９４４と、スピーカ９
４６と、マイク９４８とを有する携帯電話９４０の斜視図である。さらにこの携
帯電話９４０は、従来型に多くに見受けられるようなキーパッド９４４をカバー
するための、フリップ式（はね上げ式）のふた９５０を有している。１つの好ま
しい実施形態では、さらにこの携帯電話９４０は、図４９Ａではハウジング９５
４の左側に示されているスクロール・スイッチ９５２を有している。スクロール
・スイッチ９５２を使用して、英数字用ディスプレイ９４２上に情報、または１
つの好ましい実施形態では、この英数字用ディスプレイ９４２の上方に配置され
たマイクロディスプレイ９５６上の情報を選択できる。マイクロディスプレイ９
５６上の情報は、特定の携帯電話９４０の機能に応じて、追加のキーパッド９５
８または従来型のキーパッド９４４を使用して同様にアクセスすることができる
。
【０３８１】 図４９Ｂは、フリップ式のふた９５０がキーパッドをカバーしている状態の携
帯電話９４０の正面図である。１つの好ましい実施形態では、フリップ式カバー
９５０が閉位置にある状態で、ユーザは、マイクロディスプレイ９５６が見える
ように携帯電話９４０を顔から離して持つことができる。電話は半二重モードで
あり、スピーカ９４６とマイク９４８は同時にはオンにならず、そのためにフィ
ードバックが防止される。ユーザは、このモードで設定された距離からスピーカ
９４６を聞き取り、携帯電話の向こう側の相手と会話することができる。図４９
Ａに見られるようなスクロール・スイッチ９５２および／またはキーパッド９５
８をプログラムで設定して、英数字用ディスプレイ９４２またはマイクロディス
プレイ９５６のどちらかの画像を制御し、かつ選択することができる。
【０３８２】 １つの好ましい実施形態では、イヤホン９４６が携帯電話９４０のハウジング
９５４から着脱可能であり、ユーザはスピーカ９４６をユーザの耳の中に、また
は耳の近くに置くことができる。マイク９４８は、携帯電話９４０がユーザから
離れた状態で、約１フィートの距離から会話できる能力を備えている。
【０３８３】 図４９Ｃは、携帯電話９４０の背面を示している。背面図では、スピーカのハ
ウジング９４６が見える。携帯電話９４０は、カメラ９６２を有している。カメ
ラ９６２によって撮影された電子画像は、携帯電話９４０によって送信できる。
図４９Ａおよび４９Ｂに見られるようなマイクロディスプレイ９５６が、カメラ
・エレメント９６２として使用される。記録しておく画像は、キーパッド９５８
を使用して選択される。さらに、携帯電話９４０は電池パック９６４を有してい
る。１つの好ましい実施形態では、電池パック９６４は取扱いを容易にするため
の一連のリブ９６６を有している。
【０３８４】 マイクロディスプレイ１１０は、これまでＳＯＩ（絶縁体上のシリコン）ウェ
ーハ上に形成されるものとして説明されているが、マイクロディスプレイは、図
５１が示すようなシリコン・オン・クォーツなどの他の技術によって製造可能で
あることは認識されている。
【０３８５】 シリコン・オン・クォーツを使用してマイクロディスプレイを製造するプロセ
スは、ＳＯＩウェーハおよび図４〜８に関連して先に説明されたプロセスに類似
している。ディスプレイとしてシリコン・オン・クォーツがＳＯＩに勝る点は、
全体的に見てプロセスがより単純であることである。ディスプレイとしてＳＯＩ
がシリコン・オン・クォーツに勝る点は、集積回路プロセスがより容易であり、
かつより低コストであることにある。
【０３８６】 マイクロディスプレイ１１０は、これまで述べたように透過型でなく、反射型
であってもよいことは認識されている。反射型ディスプレイでは、光はディスプ
レイ内の方向に発光され、反射される。
【０３８７】 図５０には、反射型ディスプレイ９６８の好ましい実施形態が示されている。
ディスプレイ９７０は、アクティブ・マトリクス部分９７２を備えるマイクロデ
ィスプレイ９６８を有している。アクティブ・マトリクス部分９７２は、間に挿
入された液晶材料９７６によって対極９７４から間隔を置いて配置されたピクセ
ル９７８を有している。各ピクセル９７８は、トランジスタ９８０と、ピクセル
電極９８２とを有している。ピクセル電極９８２は、エポキシ層９８４内に配置
されたトランジスタ（ＴＦＴ）９８０を覆っている。ピクセル電極は、ＴＦＴ９
８０を光から保護している、もしくは光を遮蔽している。ピクセル電極９８２は
、酸化物層９９０によってチャネル・ライン９８８から隔離されている。対極９
７４は、はんだバンプ９９２によって回路のその他の部分に接続されている。ア
クティブ・マトリクス９７２は、対極９７４の上にガラスの層９９４を有してい
る。マイクロディスプレイ９６８は、ケース９９６内に包含されている。
【０３８８】 ディスプレイ９７０は、マイクロディスプレイ９７０のアクティブ・マトリク
ス９７２と、マイクロディスプレイ９７０を観察するためのレンズ１０４０との
間に配置された偏光プリズム１０２８を有している。レンズ１０４０と、プリズ
ム１０２８と、マイクロディスプレイ９７０とは、ディスプレイ・ハウジング１
０４２に内包されている。ディスプレイ・ハウジング１０４２はまた、複数の発
光ダイオード（ＬＥＤ）１０４４を有している。赤１０４４ｒ、青１０４４ｂお
よび緑１０４４ｇのＬＥＤ１０４４は、タイミング回路に接続された回路基板１
０４６に取り付けられている。偏光器１０４８は、ＬＥＤ１０４４とプリズム１
０２８との間に配置されている。ＬＥＤ１０４４からの光は、プリズム１０２８
によってアクティブ・マトリクス９７２の液晶９７６に向けられる。光は、ピク
セル電極９８２によって反射して戻され、プリズム１０２８を通過する。ピクセ
ル電極９８２で起動された液晶９２６を通過した光は、部分的または完全な偏光
変化を有し、異なる偏光面でディスプレイ９７０から出る光は、レンズ１０４０
に向かってプリズム１０２８を透過する。偏光に変化のなかった光は、プリズム
１０２８によってレンズ１０４０から遠くへ反射される。ＬＥＤは、透過型ディ
スプレイの場合と同じく、順次発光される。
【０３８９】 図５２Ａおよび５２Ｂには、無線パーソナル通信機１８００が示されている。
パーソナル通信機は、マイクロディスプレイ１８０２を有している。マイクロデ
ィスプレイ１８０２は、前述のピクセル数およびサイズのＱＶＧＡ、ＶＧＡであ
ってもよい。１つの代替例では、このディスプレイは８分の１ＶＧＡまたは２２
６×１７０ピクセルの約３８，４００ピクセルである。この２２６×１７０ピク
セル・ディスプレイは、４．８ｍｍ×３．６ｍｍのＱＶＧＡと同サイズを有する
。
【０３９０】 さらに、パーソナル通信機１８００は、１つの好ましい実施形態では、一行の
文字数字用ディスプレイ１８０４である第２のディスプレイ１８０４を有してい
る。第２のディスプレイ１８０４は、電話番号、状態または他の詳細項目を表示
することができる。このディスプレイの下には、マイクロディスプレイ１８０２
からメニューを選択するためのマルチポジション制御ボタン１８０６が配置され
ている。パーソナル通信機１８００はさらに、２つの追加制御である機能選択制
御１８０８と音量調節１８１０とを有している。機能制御１８０８は、ＭＰ３、
電話、ｅメール、ポケットベル、ａｍ／ｆｍラジオ、カメラ、フォト・ビューア
、ゲーム、ＧＰＳ、音声メモ、ボイスメールその他などの機能の選択に使用可能
である。
【０３９１】 パーソナル通信機１８００のハウジングの片側には、フラッシュ・メモリ・カ
ード１８１４を受け入れるためのスロット１８１２が付いている。パーソナル通
信機１８００は、本スロットの上に配置されたオン／オフ・スイッチ１８１６を
有している。
【０３９２】 図５２Ｃによれば、パーソナル通信機１８００は、スチールおよびビデオクリ
ップ用のデジタルカメラ画像センサ１８２０を有している。パーソナル通信機１
８００の裏面ハウジング１８２６には、着脱可能な蓄電池１８２４が装着されて
いる。図５２Ｄ−５２Ｇは、パーソナル通信機１８００の他の図面を示している
。
【０３９３】 図５３には、パーソナル通信機１８００から延びるコード１８３０が示されて
いる。このコードの内部には、無線パーソナル通信機１８００用のフレキシブル
・アンテナが装着されている。さらに、コード１８３０上には、コードでの長さ
を調節するのに使用するクリップ１８３４が取り付けられている。１つの好まし
い実施形態では、クリップ１８３４はマイクを含んでいる。但し、別の実施形態
では、マイクはパーソナル通信機の主要ハウジングの内部に配置されている。１
つの好ましい実施形態では、クリップにはさらにイヤホン・ジャックが取り付け
られている。
【０３９４】 図５４Ａおよび５４Ｂには、マイクロディスプレイ１８５２を備えるヘッドマ
ウント式パーソナル通信デバイス１８５０またはヘッドマウント式パーソナル通
信機が示されている。ヘッドマウント式パーソナル通信機１８５０デバイスは、
頭部に沿って延びるヘッドバンド１８５４と、ブーム１８５６とを有している。
【０３９５】 マイクロディスプレイ１８５２は、長さ調節のできるブーム１８５６上に取り
付けられている。ブームは、長さを調節可能であることに加えて、ヘッドバンド
との接続部を中心に回転できる。１つの好ましい実施形態では、ブームは、調節
可能な長さ部分とマイクロディスプレイとの間に配置された偏揺れのための他の
ピボットを有している。
【０３９６】 このヘッドマウント式パーソナル通信デバイスは、ブームとヘッドバンドとの
接合部に置かれたイヤホン１８５０を有している。ヘッドバンドは、電子装置と
電源用電池とを含むポッド１８６０を有している。この電子装置は、ヘッドマウ
ント式パーソナル通信デバイス１８５０に近接している主要ユニット３００と対
話する、ブルートゥース・インタフェースのような無線インタフェースを含んで
いる。図５４Ｃ〜５４Ｇは、このヘッドマウント式パーソナル通信デバイスの他
の図を示している。
【０３９７】 図５５Ａおよび５５Ｂは、主要ユニット３００を示している。主要ユニット３
００は、ハウジング３０４内のディスプレイ観察エリア３０２を備えた状態で示
されているが、ヘッドマウント式パーソナル通信デバイスで使用する場合には、
主要ユニットは観測エリアを必要としないことは明らかである。観察エリア３０
２は、先述のようにユーザがそれを通してマイクロディスプレイを観察するレン
ズ３０６を有している。マイクロディスプレイの倍率は、ハウジング３０４の頂
部に配置されたノブ３０８を使用して調節できる。
【０３９８】 主要ユニット３００は画像の情報を受信して、マイクロディスプレイ上の一部
分に、またはヘッドマウント式デバイスに表示する。この情報は、主要ユニット
３００のハウジング３０４内のスロット３１２に挿入できる想像線で示されたス
マート・カード２１０、またはハウジング内の第２のスロット３１６に挿入され
る想像線で示されたメモリ・カード２１４のいずれかに記憶することができ、も
しくはハウジング３０４内に配置された無線トランシーバによって受信できる。
【０３９９】 主要ユニット３００は、ハウジング３０４の頂部に配置された５方向選択スイ
ッチ３１８を有することができる。外側の４つのボタン３５０は、マイクロディ
スプレイ上のカーソルの移動を可能にし、中央のボタン３５２は項目の選択用で
ある。ユーザは、マイクロディスプレイ上のメニューから情報を選択することが
できる。選択された情報は、無線送信できる。主要ユニット３００は、ハウジン
グ上の開口を介してアクセスすることが可能なスイッチ３２０によってオン／オ
フが切り換えられる。図５４Ａ〜５４Ｇに示されたヘッドマウント式デバイスは
、固有のオン／オフ・スイッチを保有することが可能であり、もしくは主要ユニ
ットがオフ切り換えされる際のスタンバイ・モードを保有することが可能である
。
【０４００】 主要ユニット３００は、前面に１組のスピーカ３５４を有することができる。
音声は、画像と同様に、３つのソース、即ちスマート・カード２１０、メモリ・
カード２１４または無線送信から入力できる。
【０４０１】 ここではスマート・カードとメモリ・カードが示されているが、１つの代替実
施形態は、小型ＣＤ ＲＯＭまたは他の挿入が可能な記憶媒体およびセンサを含
むことができる。
【０４０２】 ５方向選択スイッチ３１８と仮想キーボードとしてのマイクロディスプレイと
を使用して主要ユニット３００にデータを入力し、かつ命令を出すことに加えて
、この主要ユニットは、ハウジング３０４内の開口３５６を介してアクセス可能
なマイクを有し、そのマイクを音声コマンド用に使用して、メモリ・カードまた
は他の挿入可能な記憶媒体に記録を行うか、もしくは無線送信を行うことができ
る。ヘッドマウント式パーソナル通信デバイス上のブームは、無線インタフェー
スを介して対話するマイクを有することが可能であり、１つの好ましい実施形態
ではこれを保有している。
【０４０３】 主要ユニット３００は、ヘッドマウント式デバイスへの無線リンクに加えて、
赤外線トランシーバ３５８を有することができる。赤外線トランシーバ３５８は
、主要ユニット３００と、類似する赤外線トランシーバを備えるコンピュータと
の間で情報を送信するために使用されることが可能である。赤外線トランシーバ
３５８はまた、マウス・トラック・ポイント・ジョイスティックと１対のマウス
・ボタンとを有する無線キーボードと共に使用することができる。キーボードは
、厚さが１５ミリメートル未満であり、折り畳むことができる。キーボードは、
一方の側にメモを取るため、もしくは入力を引き出すためのタッチ・パッドを有
することができる。赤外線トランシーバは、無線ヘッドセットでスピーカの代わ
りに使用可能である。
【０４０４】 主要ユニット３００は、１対のＣＣＤカメラ３５７および３５９を備えるカメ
ラ装置を有している。一方のカメラ３５７は前面にあり、したがってユーザがマ
イクロディスプレイを見るためにユニット３００を持ち上げると照準がユーザに
向く。もう一方のカメラ３５９は、裏面に配置されている。ユーザは、このカメ
ラを使用して、ユーザがメモリに記憶するか、または送信したいと思うメモ、物
体、建物または他のアイテムの写真を撮ることができる。
【０４０５】 ヘッドマウント式ディスプレイに関連づけられたカメラを含むセンサに関する
さらに詳細な説明は、１９９８年９月２９日に発行された米国特許第５，８１５
，１２６号、および本明細書にその全内容を引用する１９９９年５月１０日に出
願された米国特許出願第０９／３０９，１５５号に記載されている。
【０４０６】 図５６には、カバー１８６４と、プリント基板１８６８と、電池１８７０とが
、ヘッドマウント式パーソナル通信デバイス１８５０のポッド１８６０から離し
て分解表示されている。プリント基板１８６８は、無線受信機とディスプレイの
制御回路とを有している。さらに、プリント基板は、マイクおよびスピーカのた
めの回路を有している。ディスプレイ、マイクおよびスピーカは、ヘッドセット
を介して延びる配線によって接続されている。
【０４０７】 図５７は、ヘッドマウントの制御回路を示している。デジタル制御回路４００
は、主要ユニットから無線インタフェースによって送信された画像を取りこみ、
その画像をマイクロディスプレイ１１０上に表示する。デジタル制御回路４００
は、アンテナで画像データを受信するインタフェース／プロセッサを有している
。プロセッサ４０２は、ディスプレイ・データを、タイミング制御回路４１０を
介してメモリ４０６および／またはフラッシュ・メモリ４０８に送信する。画像
データは、直列または並列のデジタル・データ、アナログＲＧＢデータ、複合デ
ータまたはｓ−ビデオを含む様々な形式であってもよい。
【０４０８】 タイミング制御回路４１０は、インタフェース／プロセッサからクロック／デ
ジタル制御信号を受信する。タイミング制御回路４１０は、マイクロディスプレ
イ１１０およびバックライト系２６６の両方を制御する。タイミング制御回路４
１０は、複数のライン４１１に沿ってバックライト２６６に制御信号を送信する
。タイミング制御回路４１０からの制御信号は、マイクロディスプレイ１１０上
の画像に関連してＬＥＤ２７０の発光を制御する。ＬＥＤ２７０の発光のタイミ
ング、持続時間および輝度が制御される。
【０４０９】 画像データは、タイミング制御回路４１０からデジタル−アナログ変換器４１
２を介してマイクロディスプレイ１１０に達する。アナログ画像データ／信号は
、２つの経路に沿って送信される。一方の経路は、インバータ４１２を介する信
号経路を有している。アナログ・ビデオ信号および反転アナログ・ビデオ信号は
、各サブフレームで入力を交互にするスイッチ４１６によってマイクロディスプ
レイ１１０に交互に供給される。さらに、ディスプレイ１１０に入力されかつ対
極１４４に印加される共通電圧（ＶCOM）は、スイッチ４１８により２値が交互
に切り換えられる。ディスプレイへのビデオおよびＶCOMを交互にするためのス
イッチ４１６および４１８は、タイミング制御回路４１０からのフレーム制御回
線４２０によって制御される。
【０４１０】 タイミング制御回路４１０は、垂直開始パルス、垂直クロック、水平開始パル
スおよび水平クロックのような制御信号を、ライン４２２および４２４に沿って
ディスプレイ１１０に送信する。ライン４２８は、準備完了、リセット、書込み
イネーブル、出力イネーブル、カラー・イネーブル、アドレスおよびデータの各
信号をメモリ４０６／４０８に向けて発信し、ディスプレイ１１０への画像フレ
ームの配信を制御する。先に述べた通り、ラインはヘッドマウント式ユニットを
介して延びる配線方式である。
【０４１１】 ヘッドマウント式パーソナル通信デバイス上のディスプレイは、これまでに述
べたものと同様のサイズにすることができる。ディスプレイは、図１４Ｃに見ら
れるような直視式にできる。１つの好ましい実施形態では、画像は、図５８に見
られるようにプリズム／ハーフミラーで反射される。
【０４１２】 画像は、数フィート離れて現れる。ディスプレイがオフのときは、ユーザは目
の前に画像を見ることができる。プリズム／ハーフミラーは光チャネルを備えて
、ディスプレイを目の前から遠ざけことができることは認識されている。光学素
子は、ユーザの眼鏡に合わせて製造できる。
【０４１３】 図５９は、スピーカ１３２４を備える、フリップ式の蓋１３２２を有する携帯
または無線電話１３２０の斜視図である。フリップ式の蓋１３２２は、英数字用
ディスプレイ１３２６と、キーパッド１３２８と、マイク１３３０と、ディスプ
レイ・モジュール１３３４内に配置されたディスプレイ１３３２とをカバーする
ことができる。
【０４１４】 図６０では、無線電話１３２０が、フリップ式の蓋１３２２が開いてスピーカ
１３２４とキーパッド１３２８とが露出された状態で示されている。ディスプレ
イ・モジュール１３３４は、第１の軸３５を中心にして回転でき、かつ主要ハウ
ジング１３３８に対して横方向に延びる第２の軸３６を中心にして回転すること
ができる。ディスプレイ・モジュール１３３４は、ディスプレイ１３３２上に画
像の焦点を合わせるための焦点ノブ１３４０を有している。カラー・ディスプレ
イ用の光学系については、本明細書に参照によりその全内容を引用する１９９５
年１１月３０日出願の米国特許出願第０８／５６５，０５８号に記載されている
。カラー・ディスプレイ用の光学系に関する詳細については、本明細書に参照に
よりその全内容を引用する１９９７年１１月１０日出願の、Ｊａｃｏｂｓｅｎら
の米国特許出願第０８／９６６，９８５号の発明の名称「携帯用通信システムの
ための反射型マイクロディスプレイ」に記載されている。
【０４１５】 １つの実施形態では、ディスプレイ・モジュール１３３４および主要ハウジン
グ１３３８は、約４．７インチの長さと１．６５インチの幅を有している。電話
１３２０は、約１．０インチの厚さを有している。
【０４１６】 図６１および６２によれば、この無線電話はアンテナ１３４４を有している。
主要ハウジング１３３８は、図６６に見られるように、電池１３４８にアクセス
するための電池カバー１３４６を有している。
【０４１７】 図６３によれば、フリップ式の蓋１３２２がその閉位置で示されており、英数
字用ディスプレイ１３２６と、キーパッド１３２８と、マイク１３３０と、ディ
スプレイ１３３２を収容するディスプレイ・モジュール１３３４とを覆っている
。モジュール１３３４は、ディスプレイと、モノクロまたはカラーの発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）アレイなどの光源と、ディスプレイ上に画像を拡大する光学レン
ズ系とを含むことができる。焦点ノブ１３４０は見えていて、フリップ式の蓋１
３２２でカバーされていない。無線電話１３２０は、ハウジング１３３８の側面
に配置された電源スイッチ１３５０を有している。電源スイッチ１３５０はハウ
ジング１３３８の側面に示されているが、電源スイッチ１３５０はキーパッド１
３２８上の１キーであってもよいことは明らかである。
【０４１８】 図６４には、フリップ式の蓋１３２２が開位置で示されている。さらに、ディ
スプレイ・モジュール１３３４は、軸１３３６に沿って主要ハウジング１３３８
に対し上に回転された状態で示されている。さらに、ディスプレイ・モジュール
１３３４は、縦軸１３３６とほぼ垂直である軸に沿って、ヒンジ接合部１３５４
に対して回転される。
【０４１９】 図６５は、無線電話１３２０の底部を示している。アンテナ１３４４は、主要
ハウジング１３３８から突き出して示されている。タブ１３５２を利用して、主
要ハウジング１３３８から電池カバー１３４６を取り外すことができる。ハウジ
ング３８上のジョイスティックまたはマルチポジション・スイッチ１３５６を使
用して、ディスプレイ１３３２上の画像、または図６７に見られるように電話１
３７０内で印刷するための機能を選択できる。電話１３２０は、音声による命令
で起動できる。
【０４２０】 ディスプレイ１３３２の回路および駆動については、本明細書に参照によりそ
の全内容を引用する１９９７年９月３０日出願の、米国特許出願第０８／９４２
，２７２号の発明「カメラ用カラー・ディスプレイ・システム」と、１９９９年
１２月１４日出願の、米国特許出願第０９／４６０，９６０号の発明「携帯用マ
イクロディスプレイ・システム」とに記載されている。さらに、複数のチャネル
・ドライバを有するディスプレイについては、本明細書に参用としてその全内容
を引用する１９９７年９月３０日出願の、米国特許出願第０８／９４２，２７２
号の発明「カメラ用カラー・ディスプレイ・システム」に記載されている。無線
または携帯電話１３２０は、電話１３２０を顔の右側または左側から切り替える
と、画像を反転または１８０゜回転させる回路を有している。プリント基板上に
ある電話内の傾斜センサは、電話２０がどの位置に保持されているかを回路に指
示する。
【０４２１】 無線電話１３２０は、カメラを有することが可能である。カメラで撮影された
電子画像は、電話１３２０によって送信できる。ディスプレイ１３３２は、カメ
ラ・エレメントによって記録された画像を見るために使用される。記録される画
像は、キーパッド１３２８を使用して選択される。ヘッドマウント式ディスプレ
イおよび無線電話の両方に関連づけられたカメラを含むセンサの詳細は、上述の
通りであり、かつ本明細書に参照によりその全内容を引用する１９９８年９月２
９日に発行された米国特許第５，８１５，１２６号、および１９９９年５月１０
日に出願された米国特許出願第０９／３０９，１５５号にも記載されている。
【０４２２】 図６７によれば、図５９〜６５に示されているものに類似する無線または携帯
電話がインスタント・プリント装置と共に示されている。携帯または無線電話１
３２０は、スピーカ１３２４を備えた、一部を切断して示されている、フリップ
式の蓋１３２２を有している。フリップ式の蓋１３２２は、英数字用ディスプレ
イ１３２６と、キーパッド１３２８と、マイク１３３０と、ディスプレイ・モジ
ュール１３３４内に配置されたディスプレイ１３３２とをカバーすることができ
る。
【０４２３】 図６７ではそのハウジングの一部を切断して示されているディスプレイ・モジ
ュール１３３４の中では、バックライト１３６２を備えるマイクロディスプレイ
１３６０が印刷面９２４から離隔して配置されている。マイクロディスプレイ１
３６０と印刷面９２４との間には、マイクロディスプレイ１３６０からの画像を
印刷面に投射するか、光学系を通して観察するかの選択を可能にするハーフミラ
ー、プリズム、フリップ・ミラーまたは他のデバイス１３６４が配置されている
。
【０４２４】 先に詳述した電子装置および回路は、主要ハウジング１３３８内に配置されて
いる。この電子装置および回路は、観察用のカラー順次ディスプレイ・モードと
、複数のカラーＬＥＤまたは単一の「モノクロ」ＬＥＤによるモノクロ印刷モー
ドとの間での切り換えることができる。
【０４２５】 インスタント・プリントを備える携帯電話として示したこれまでの実施形態は
、同じマイクロディスプレイを観察および印刷の両方に使用するが、これらの機
能を一方は観察用、もう一方は印刷用に２つの別個の専用マイクロディスプレイ
として分離することができることは明らかである。こうした状態では、観察用の
マイクロディスプレイは、１つの好ましい実施形態ではカラー順次マイクロディ
スプレイであり、一方、印刷用のマイクロディスプレイは、３色ＬＥＤを使用す
るか、もしくはモノクロ画像が所望される場合は１色だけのＬＥＤを使用する低
速のモノクロ・ディスプレイである。このインスタント／デジタル・プリントは
、図４６〜４８に関連して先に説明したものに類似した方法で作動する。
【０４２６】 図６８および６９は、図５９〜６６の電話１３２０に類似する携帯または無線
電話１６１０の略図である。但し、この無線電話１６１０は、ディスプレイ１３
３２を有するディスプレイ・モジュール１３３４に加えて、カメラ用のモジュー
ルまたはポッド１６１２を有している。
【０４２７】 無線電話１３２０と同様に、無線電話１６１０もスピーカ１３２４を備える、
フリップ式の蓋１３２２を有している。フリップ式の蓋１３２２は、英数字用デ
ィスプレイ１３２６と、キーパッド１３２８と、マイク１３３０とをカバーする
ことができる。
【０４２８】 ディスプレイ・モジュール１３３４は、第１の軸３５を中心にして回転でき、
かつ主要ハウジング１３３８に対して横方向に延びる第２の軸３６を中心にして
回転することができる。カメラ・モジュール１６１２は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳまた
は他の画像収集機構１６１４を有している。収集される画像データは、静止画像
かストリーミング・ビデオであってもよい。
【０４２９】 カメラ・モジュール１６１２は、ディスプレイ・モジュール１３３４に対して
回転する。図６８は、上向きの状態のカメラ・モジュール１６１２のＣＣＤ機構
１６１４を示している。図６９は、下向きの状態のカメラ・モジュール１６１２
の裏側を示している。
【０４３０】 図７０Ａおよび７０Ｂは、代替無線電話１６３０を示している。電話１６３０
は、英数字用ディスプレイ１６３４と、キーパッド１６３６とをカバーすること
ができる、フリップ式の蓋１６３２を有している。フリップ式の蓋１６３２は、
マイク１６３８を含んでいる。無線電話１６３０は、マイクロディスプレイ１３
３２を有している。図７０Ｂに見られるように、無線電話１６３０の側面は複数
の制御ボタンおよびロッカー１６４０を有している。
【０４３１】 図７１Ａは、無線ディスプレイ・システム１６５０を示している。ディスプレ
イ・システム１６５０は、マイクロディスプレイ１６５２を有している。ディス
プレイ・システム１６５０は、ディスプレイ１６５２上に画像の焦点を合わせる
ための焦点ノブ１６５４を有している。ディスプレイ・システム１６５０は、図
７１Ｂに見られるように、フリップ開閉式のマイク１６５６を有している。ディ
スプレイ・システム１６５０はスクロール・ホィール１６５８および制御ボタン
１６６０を有し、それらによりディスプレイ１３５２上の画像を選択し、データ
、画像または音声ノードを無線接続する。ディスプレイ・システム１６５０は、
２重になってベルト・クリップにもなる形状のスピーカ１６６０を有している。
【０４３２】 図７２Ａ〜７２Ｄには、インターネット・ブラウザおよびポケットベルの能力
を有する無線電話１７００が示されている。無線電話１７００は、マイクロディ
スプレイ１７０２を有している。無線電話１７００は、ディスプレイ１７０２上
に画像の焦点を合わせるためのスライド式焦点ノブ１７０４を有している。無線
電話１７００は、図７２Ｂに見られるように、フリップ開閉式のマイク１７０６
を有している。無線電話１７００は、４位置選択ボタン１７０８を有している。
ボタン１７０８を使用して、ディスプレイ１７０２上の画像を選択、データ、画
像または音声ノードを無線接続できる。無線電話１７００は、スピーカ１７２０
を有している。
【０４３３】 図７２Ｃおよび７２Ｄに見られるように、無線電話１７００はハウジング１７
２４からスライドして引き出せるアンテナ１７２２を有している。
【０４３４】 図６７におけるようなインスタント・プリントを備えた携帯電話として実施形
態は、同じマイクロディスプレイを観察および印刷の両方に使用するが、これら
の機能を一方は監視用、もう一方は印刷用に２つの別個の専用マイクロディスプ
レイとして分離できることは明らかである。こうした状態では、観察用のマイク
ロディスプレイは、１つの好ましい実施形態ではカラー順次マイクロディスプレ
イであり、一方、印刷用のマイクロディスプレイは、３色ＬＥＤを使用するか、
もしくはモノクロ画像が所望される場合は１色だけのＬＥＤを使用する低速のモ
ノクロ・ディスプレイである。このインスタント／デジタル・プリントは、図４
６〜４８に関連して先に説明したものに類似した方法で作動する。
【０４３５】 図７３には、ドッキング・ステーション１４０２と結合できる無線または携帯
電話１４００が示されている。ドッキング・ステーション１４０２は、図７４で
最もよく分かるように、レンズ１４０６を介してミラー１４０８に画像を投射す
るためのバックライトを備えるマイクロディスプレイ１４０４を有している。ミ
ラー１４０８は、画像の方向を変えて露光フィルム１４１０上へ投射させる。フ
ィルム１４１０は、図７３で最も良く分かるように、ドッキング・ステーション
１４０２内のスロット１４１２から引き抜かれ、現像が可能になる。マイクロデ
ィスプレイ１４０４に書き込まれる画像は、ドッキング・ステーション１４０２
と結合する携帯電話１４００から受信される。画像は、電話１４００の内部デー
タからのものである場合も、無線送信で受信されたデータである場合もある。
【０４３６】 図７５Ａ〜７５Ｃは、フィルム１４１０上に画像を生成する、携帯電話１４２
４のビューイング・レンズ１４２２と共に使用されるクリップ式インスタント・
プリント装置１４２０を示している。クリップ式インスタント・プリンタ１４２
０はビューイング・レンズ１４２２に隣接する所定位置に置かれており、それに
よりクリップ式インスタント・プリント装置１４２０のレンズ１４２６がフィル
ム１４１０上にビューイング・レンズ１４２２の画像の焦点を合わせるようにな
っている。前の実施形態と同様に、フィルム１４１０を装置内のスロット１４２
８から抜き出して、現像できる。この方式の１つの実施形態では、クリップ式イ
ンスタント・プリント装置１４２０において使用されるフィルム１４１０が速度
または方式が変わらないため、その結果、無線または携帯電話１４２４内のマイ
クロディスプレイ１４０４によって生成される画像が、異なるフィルム方式を補
償するために改変可能である必要はない、と予測される。
【０４３７】 図７６Ａおよび７６Ｂによれば、携帯電話１４４０は、マイクロディスプレイ
１４０４と、画像をビューイング・レンズ１４４４の方向に投射するためのミラ
ー１４４２とを有している。ミラー１４４２は回転可能であり、マイクロディス
プレイ１４０４からの画像は、携帯電話１４４０内の第２の開口１４４６を介し
て投射され、第２レンズ１４４８および第２ミラー１４５０により、携帯電話の
クリップ式プリント・アクセサリ１４５２内に配置されたフィルム１４１０上に
焦点を合わされる。
【０４３８】 図７７には、クリップ式折り畳みミラー・プリント装置１４６０の代替実施形
態が示されている。この実施形態では、マイクロディスプレイであるディスプレ
イ１４０４は、携帯電話１４６４上のビューイング・レンズ１４６２の下になっ
ている。クリップ式折り畳みミラー・プリント装置１４６０は、ビューイング・
レンズ１４６２上の画像の焦点をミラー１４６８の方向に合わせるための二次的
レンズ１４６６を有している。ミラー１４６８は、画像の方向をインスタント・
フィルム１４１０に向け直す。フィルムは、クリップ式折り畳みミラー・プリン
ト装置１４６０のハウジング内のスロットを介して抜き取られる。
【０４３９】 図７８Ａには、一部が切断されているインスタント・プリント装置１４８０の
斜視図が示されている。このインスタント・プリント装置は、画像を書き込み、
かつ照射するためのバックライトを備えるマイクロディスプレイ１４０４を有し
ている。マイクロディスプレイ１４０４に近接するレンズ１４８２は、画像をミ
ラー１４８４の方向に投射する。ミラー１４８４は、画像の方向をフィルム１４
１０に向け直す。装置１４８０上のドア１４８６は、フィルム・カートリッジ１
４８８の装着および取り出しを可能にする。スロット１４９０により、フィルム
１４１０を装置１４８０から出して現像し、見ることができる。スロット１４４
０は、ドア１４８６に組み込むことができる。
【０４４０】 図７８Ｂは、マイクロディスプレイ１４０４に書き込むためのデータがケーブ
ル１４９２を介して装置内へ導入されているインスタント・プリント装置１４８
０の断面図である。画像は、図４６および４８が示すものに類似する電子回路１
４９６を使用して書き込まれる。ケーブルが示されているが、無線、ブルートゥ
ース、赤外線などの別タイプのインタフェースを使用できることは明らかである
。
【０４４１】 フィルムは、ディスプレイが画像をフィルム全体より小さく投射し、かつディ
スプレイのレンズ・ユニット１５００がフィルム１５０２と相対的に移動してフ
ィルム全体に画像を露光させるようなサイズにできる。図７９Ａおよび７９Ｂで
は、フィルムの４分の１に対応する画像がマイクロディスプレイ１４０４に書き
込まれている。マイクロディスプレイ１４０４が赤、緑、青の画像である３つの
画像を生成する場合は、最初のカラーに関連づけられた画像がディスプレイに書
き込まれ、光が当てられて適正なピクセルがフィルム上に照射される。次にＬＥ
Ｄが消され、別のカラーに関連づけられた画像である次の画像が書き込まれ、そ
れぞれの光が当てられる、もしくは発光される。その４分の１の生成に使用され
る３カラーが完了すると、マイクロディスプレイとレンズより構成されるディス
プレイ・レンズ・ユニット１５００がフィルム１５０２と相対的に移動され、図
７９Ｂに見られるような他の４分の１がディスプレイ・レンズ・ユニット１５０
０に位置あわせされ、露出可能な状態にされる。
【０４４２】 フィルムの４分の１を処理する代替方法としては、図８０Ａが示すように、フ
ィルムの長さまたは幅を超えるディスプレイ１６５２を使用してフィルムまたは
用紙１６５０のストリップを照射する方法がある。ディスプレイは、図８０Ｂに
見られるように画像の焦点を合わせるためのレンズ１６５４を保有することも可
能であり、或いは図８０Ｃに見られるようにフィルムの一部だけを照射するよう
な近さに配置することも可能である。フィルムの一部の照射が完了すると、フィ
ルムまたはディスプレイ・ユニットは相手に対して相対的に移動される。ディス
プレイ・ユニットは、図のように長方形である場合もあり、より正方形に近い形
状である場合もあって、後者の場合は大きなストリップが照射されることは明ら
かである。
【０４４３】 図８０Ｄは、１つのピクセル・ライン１６６０を有するマイクロディスプレイ
１６５８を略示している。このディスプレイ１６５８は１、２またはこれ以上の
ピクセル・ラインを保有可能である。図８０Ｅが示すように、最初のライン１６
６２がフィルム上に投射されると、次にディスプレイ１６５８とフィルム１６５
０は第２のライン１６６４と位置合わせするように相対的に移動し、次に当該ラ
インがフィルム材料１６５０上に投射される。各ストリップまたはラインは、そ
のフィルム上に「ｎ番目」のラインまで投射される。
【０４４４】 カメラ、電話および電話用のドッキング・ステーションの内部にあるインスタ
ント・プリンタについて示してきたが、マイクロディスプレイを使用するインス
タント・プリンタは、ＰＤＡ、カムコーダ、コンピュータ、ＶＣＲ、ＤＶＤ、テ
レビ、その他を含む様々なデバイスに内蔵できることは明らかである。さらに、
インスタント・プリンタはこれらのような類似デバイスのドッキング・ステーシ
ョンに内蔵することも可能である。
【０４４５】 このインスタント・プリンタは、写真現像店およびコンビニで使用する市販の
写真印刷機の一部とすることも可能である。このデバイスは、消費者のためのキ
オスクで使用することもできる。キオスクは、カメラのようなメモリ・デバイス
からの入力を受け付けることも可能であり、かつ独自の組込み静止カメラまたは
ビデオカメラを保有することも可能である。
【０４４６】 携帯電話に関連して先にも述べた通り、印刷される画像は、無線によりまたは
内部的にデバイスに送信することができる。さらに、画像は、ＭＰＥＧまたはＮ
ＴＳＣなどのビデオの画像から取り込むことができる。同様にデータも、メモリ
・カード、コンピュータ・ディスク、赤外線ソース、ブルートゥース、ＲＳ−２
３２、ＵＳＢまたはファイアワイヤなどのコンピュータ・インタフェースまたは
無線から取りこむことができる。
【０４４７】 図８１Ａには、無線電話１５５２に接続されるドッキング・ステーション１５
５０が示されている。ドッキング・ステーション１５５０は、図８１Ｂに見られ
るように、無線電話１５５２内のデータ・コネクタ１５５６に接続されるプラグ
１５５４を有している。ドッキング・ステーション１５５０のプラグまたはイン
タフェース・コネクタ１５５４は、電話と接続している。インタフェース・コネ
クタ１５５４は、マイクロディスプレイ１５６２およびバックライト１５６４を
駆動するための駆動回路を有するプリント基板１５６０に接続される。ユーザは
、レンズ１５６６を介してマイクロディスプレイ１５６２を見る。レンズ１５６
６、マイクロディスプレイ１５６２およびバックライト１５６４は、図８１Ｄに
見られるような開位置と、図８１Ｃに見られるような閉位置との間で回転するポ
ッド１５６８内に配置されている。
【０４４８】 図８２Ａおよび８２Ｂは、マイクロディスプレイ１６８２とカメラ１６８４と
を有する無線携帯電話１６８０の正面および背面を示している。マイクロディス
プレイ１６８２およびカメラ１６８４は、キーパッド部分１６８８に対して回転
する、図５６−６４が示すものと同様の独立したハウジング１６８６内に配置さ
れている。図８２Ｃは、キーパッド部分１６８８に対して回転されるデジタル・
カメラ１６８４とマイクロディスプレイ１６８２とを含む独立したハウジング１
６８６を示している。
【０４４９】 図８３は、マイクロディスプレイ１６９２を備える無線電話１６９０の側面図
を示しており、一部を切断して、マイクロディスプレイ１６９２およびバックラ
イト１６９４からビューイング・レンズ１６９６に画像を向けなおしている状態
を示す。図８３では、ミラー１６９８を使用して画像の方向が変えられる。図８
４Ｂは、同様の拡大図である。この代替例では、図８４Ａが示すようにプリズム
１６９９を使用して画像の方向を変えることができる。
【０４５０】 本発明を、好ましい実施形態により詳細に図示し、かつ説明してきたが、当業
者には、添付の請求の範囲に定義された本発明の精神および範囲を逸脱すること
なく本発明の形態および細部を様々に変更し得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明により形成された複数のディスプレイ・デバイスを上面に有する単一ウ
ェーハの斜視図である。
【図２】 内部にオプションの制御信号回路を含む集積化アクティブ・マトリクス・パネ
ル・ディスプレイのダイの略図である。
【図３】 図２に示すディスプレイ制御回路のタイミング図である。
【図４】 マイクロディスプレイの製造および組込みプロセスの略図である。
【図５Ａ】 ＴＦＴ層上へ回路を形成するプロセスの略図である。
【図５Ｂ】 ＴＦＴ層上へ回路を形成するプロセスの略図である。
【図５Ｃ】 ＴＦＴ層上へ回路を形成するプロセスの略図である。
【図５Ｄ】 ＴＦＴ層上へ回路を形成するプロセスの略図である。
【図６】 ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）層の断面図である。
【図７Ａ】 プールされた埋込酸化物層を有するＴＦＴ層の断面図である。
【図７Ｂ】 代替のＴＦＴ層を形成するステップの略図である。
【図７Ｃ】 代替のＴＦＴ層の断面図である。
【図８】 組立て前のＩＴＯ層およびＴＦＴ層の分解組立図である。
【図９】 ハウジング内にあるディスプレイの拡大断面図である。
【図１０】 代替の集積化アクティブ・マトリクス・パネル・ディスプレイのダイの略図で
ある。
【図１１Ａ】 代替の（ＬＶＶ）集積化アクティブ・マトリクス・パネル・ディスプレイのダ
イの略図である。
【図１１Ｂ】 ゲートを示す図１１Ａの拡大部分図である。
【図１２Ａ】 ディスプレイに対するバックライトの分解組立図である。
【図１２Ｂ】 バックライトの背面斜視図である。
【図１２Ｃ】 ディフューザ付きバックライトの正面斜視図である。
【図１３Ａ】 組み立てられたディスプレイ・モジュールの斜視図である。
【図１３Ｂ】 組み立てられたディスプレイ・モジュールの分解図である。
【図１４Ａ】 本発明によるマイクロディスプレイの拡大に適したレンズの側面図である。
【図１４Ｂ】 組み立てられたディスプレイ・モジュールの断面図である。
【図１４Ｃ】 拡大視界を提供するマルチエレメント・レンズの側面図である。
【図１５】 キノフォームに隣接して配置された単レンズを示している。
【図１６Ａ】 検出器の付いたバックライト系の断面図である。
【図１６Ｂ】 ＬＥＤの制御回路の略図である。
【図１７】 液晶を透明から黒へ、および黒から透明に反転させる時間のグラフ表示である
。
【図１８Ａ】 赤色が望まれるピクセルの液晶の電圧および遷移のグラフ表示である。
【図１８Ｂ】 黄色などの中間色の最初のピクセルおよび最後のピクセルの液晶の電圧および
遷移のグラフ表示である。
【図１９Ａ】 本発明によるディスプレイ制御回路の代替の好ましい実施形態を示している。
【図１９Ｂ】 図１９Ａが示すディスプレイ制御回路のタイミング図を示している。
【図２０Ａ】 図１９Ａが示すディスプレイ制御回路のピクセル・エレメントを示している。
【図２０Ｂ】 図１９Ａが示すディスプレイ制御回路の一部を示している。
【図２１】 対極の電圧を切り換ええることにより、白にリセットされている黒ピクセルと
黒にリセットされている白ピクセルのグラフ表示である。
【図２２】 図１９Ａが示すディスプレイ制御回路の、黄色などの中間色に対する最初のピ
クセルおよび最後のピクセルの液晶の電圧および遷移のグラフ表示である。
【図２３Ａ】 初期化におけるカラー順次ディスプレイのタイミング図を示している。
【図２３Ｂ】 全列を同一電圧に初期化する回路を示している。
【図２３Ｃ】 カラー順次ディスプレイの、対極の電圧を切り換ええるＬＶＶおよびピクセル
の透明への初期化におけるカラー順次ディスプレイのタイミング図を示している
。
【図２４】 先行技術における、電源オフおよびオンへの復帰の際のピクセル電極電圧のグ
ラフ表示である。
【図２５】 本発明によるディスプレイ制御回路の好ましい実施形態を示している。
【図２６】 本発明による電源オフの際の制御信号のグラフ表示である。
【図２７Ａ】 ヒート・ゲートを有するディスプレイの代替の好ましい実施形態を示している
。
【図２７Ｂ】 図２７Ａのディスプレイの一部を示している。
【図２７Ｃ】 図２７Ａのディスプレイの一部の代替実施形態を示している。
【図２７Ｄ】 熱駆動の代替実施形態を示している。
【図２７Ｅ】 ２つの選択スキャナを有するディスプレイの加熱の代替実施形態を示している
。
【図２７Ｆ】 アクティブ・ディスプレイのすぐ外側に配置された液晶応答時間センサ・アレ
イを示している。
【図２７Ｇ】 液晶応答時間センサ・アレイの拡大図である。
【図２８Ａ】 アナログ信号を受信するディスプレイ制御回路の略図である。
【図２８Ｂ】 図２８Ａのディスプレイ制御回路のコンポーネントの略図である。
【図２８Ｃ】 図２８Ａのディスプレイ制御回路のコンポーネントの略図である。
【図２９Ａ】 先行技術によるディスプレイ内の信号パスを示している。
【図２９Ｂ】 ＥＸＣＬＫとＴＣＧの間のスキュー（ずれ）を示すタイミング図である。
【図２９Ｃ】 遅延ロック・ループ回路を示している。
【図２９Ｄ】 位相ロック回路を示している。
【図３０】 プログラム論理チップ内に配置された信号検出用のデジタル方式図である。
【図３１】 図３０の回路の入力および出力のタイミング図である。
【図３２】 ＰＬＬリミッティングを有する図２８Ａに類似するタイミング制御回路を示し
ている。
【図３３】 ディスプレイ制御回路の代替の好ましい実施形態を示す。
【図３４Ａ】 ３：１のサブフレーム対フィールド比を有するタイミング図である。
【図３４Ｂ】 ４：１のサブフレーム対フィールド比を有するタイミング図である。
【図３４Ｃ】 １０：３のサブフレーム対フィールド比を有するタイミング図である。
【図３５Ａ】 デジタル・ビデオ信号を受信するマイクロディスプレイの集積回路の略図であ
る。
【図３５Ｂ】 本発明によるデジタル信号のための線形フィードバック・シフト・レジスタ（
ＬＦＳＲ）の状態マシンの略図である。
【図３６】 データ・リンクの略図である。
【図３７Ａ】 ビデオ・カードとディスプレイ・ドライバ・ボードとの間のデータ・リンクを
示している。
【図３７Ｂ】 デジタル・ドライバの略図である。
【図３８Ａ】 液晶応答曲線を示している。
【図３８Ｂ】 デジタル・テーブルを有するディスプレイ制御回路の略図である。
【図３９Ａ】 白黒表示用ディスプレイのタイミング図を示している。
【図３９Ｂ１】 本発明によるディスプレイ制御回路の代替の好ましい実施形態を示している。
【図３９Ｂ２】 本発明によるディスプレイ制御回路の代替の好ましい実施形態を示している。
【図３９Ｃ】 補間による水平スケーリングを示している。
【図３９Ｄ】 補間による垂直スケーリングを示している。
【図３９Ｅ】 ピクセル・ペアリング方法を示している。
【図４０Ａ】 デジタルカメラの正面図である。
【図４０Ｂ】 図４０Ａのデジタルカメラの背面図である。
【図４０Ｃ】 図４０Ａのデジタルカメラの左側面図である。
【図４０Ｄ】 図４０Ａのデジタルカメラの右側面図である。
【図４１】 図４０Ａ〜４０Ｄのデジタルカメラの分解組立図である。
【図４２】 カメラ用のディスプレイ制御回路を示している。
【図４３】 切断された一部を有するカムコーダの斜視図である。
【図４４】 カムコーダのディスプレイ制御回路を示している。
【図４５】 車両内で使用するヘッドマウント・ディスプレイ・システムの略図である。
【図４６】 デジタル・プリンタ用制御システムの略図である。
【図４７】 デジタル・プリンタの断面図である。
【図４８】 インスタント・デジタル・カメラの回路の略図である。
【図４９Ａ】 マイクロディスプレイを有する携帯電話（セル方式電話）の正面斜視図である
。
【図４９Ｂ】 マイクロディスプレイを有する携帯電話の正面図である。
【図４９Ｃ】 マイクロディスプレイを有する携帯電話の背面図である。
【図５０】 反射型ディスプレイの断面図である。
【図５１】 シリコン・オン・クォーツ製造プロセスのタイムとマイクロディスプレイの略
図である。
【図５２Ａ】 無線パーソナル通信機の左正面斜視図である。。
【図５２Ｂ】 図５２Ａの無線パーソナル通信機の正面図である。
【図５２Ｃ】 無線パーソナル通信機の背面図である。
【図５２Ｄ】 無線パーソナル通信機の追加図面である。
【図５２Ｅ】 無線パーソナル通信機の追加図面である。
【図５２Ｆ】 無線パーソナル通信機の追加図面である。
【図５２Ｇ】 無線パーソナル通信機の追加図面である。
【図５３】 カードを示す無線パーソナル通信機の斜視図である。
【図５４Ａ】 ヘッドマウント式パーソナル通信機の右正面斜視図である。ヘッドは想像線で
示す
【図５４Ｂ】 ヘッド想像線なしのヘッドマウント式パーソナル通信機の斜視図である。
【図５４Ｃ】 ヘッドマウント式パーソナル通信機の正面図である。
【図５４Ｄ】 ヘッドマウント式パーソナル通信機の平面図である。
【図５４Ｅ】 ヘッドマウント式パーソナル通信機の追加図面である。
【図５４Ｆ】 ヘッドマウント式パーソナル通信機の追加図面である。
【図５４Ｇ】 ヘッドマウント式パーソナル通信機の追加図面である。
【図５５Ａ】 主要ユニットの斜視図である。
【図５５Ｂ】 主要ユニットの平面図である。
【図５６】 電子回路基板およびバッテリが分解表示されたヘッドマウント式パーソナル通
信機の斜視図である。
【図５７】 ヘッドマウント式パーソナル通信機のディスプレイ回路の略図である。
【図５８】 反射型画像ディスプレイの断面図である。
【図５９】 蓋部分を指先で開けた状態のディスプレイを有する無線電話の右平面斜視図で
ある。
【図６０】 蓋部分を開けた状態のディスプレイを有する無線電話の平面図である。
【図６１】 蓋部分を開けた状態のディスプレイを有する無線電話の右側面図である。
【図６２】 蓋部分を開けた状態のディスプレイを有する無線電話の底面図である。
【図６３】 蓋部分を閉じた状態のディスプレイを有する無線電話の右平面斜視図である。
【図６４】 蓋部分を開け、かつディスプレイ・ユニットを上側に回転させた状態のディス
プレイを有する無線電話の右平面斜視図である。
【図６５】 蓋部分を開けた状態のディスプレイを有する無線電話の底面斜視図である。
【図６６】 バッテリとバッテリ・ハウジングが分解表示された無線電話の背面図である。
【図６７】 一部を切断して表示されたディスプレイおよびインスタント・プリンタを有す
る無線電話の側面図である。
【図６８】 ディスプレイ・ポッドとビデオ・ポッドを有する代替無線電話の右平面斜視図
である。
【図６９】 ビデオ・ポッドを回転した図６８の無線電話の右平面斜視図である。
【図７０Ａ】 蓋が開位置にある代替無線電話の正面図である。
【図７０Ｂ】 蓋が閉位置にある図７０Ａの無線電話の側面図である。
【図７１Ａ】 マイクロディスプレイを有する代替無線電話の正平面斜視図である。
【図７１Ｂ】 図７１Ａの無線電話の底背面斜視図である。
【図７２Ａ】 インターネット・ブラウザおよびポケットベル機能を有する代替無線電話を示
している。
【図７２Ｂ】 インターネット・ブラウザおよびポケットベル機能を有する代替無線電話を示
している。
【図７２Ｃ】 インターネット・ブラウザおよびポケットベル機能を有する代替無線電話を示
している。
【図７２Ｄ】 インターネット・ブラウザおよびポケットベル機能を有する代替無線電話を示
している。
【図７３】 無線電話とインスタント・プリント・ユニットを有するドッキング・ステーシ
ョンの側面斜視図である。
【図７４】 ドッキング・ステーションを断面図で示した、図７３のドッキング・ステーシ
ョンに合体された無線電話の側面図である。
【図７５Ａ】 無線電話から離れているインスタント・プリント・デバイス上にスナップを有
する無線電話の側面斜視図である。
【図７５Ｂ】 インスタント・プリント・デバイス上のスナップが無線電話と接触した状態の
類似図面である。
【図７５Ｃ】 インスタント・プリンタ上のクリップを有する無線電話の側断面図である。
【図７６Ａ】 ビューイング・レンズを有する無線電話の断面図である。
【図７６Ｂ】 インスタント・プリント・デバイス上のクリップを有する図７６Ａの無線電話
の断面図である。
【図７７】 プリント・デバイス上のクリップを有する代替無線電話の断面図である。
【図７８Ａ】 一部を切断して内部を表示したインスタント・プリンタの斜視図である。
【図７８Ｂ】 図７８Ａのインスタント・プリンタの断面図である。
【図７９Ａ】 画像露光の間に投射マイクロディスプレイとフィルムとが相対移動するプリン
ト・デバイスの略図である。
【図７９Ｂ】 図７９Ａのフィルムの平面図である。
【図８０Ａ】 画像発生器とフィルムとの間の相対運動を有するインスタント・プリンタの略
図である。
【図８０Ｂ】 ディスプレイ・ユニットがレンズとマイクロディスプレイとを有する図８０Ａ
の略図の側面図である。
【図８０Ｃ】 ディスプレイ・ユニットがマイクロディスプレイを有する図８０Ｂの略図の側
面図である。
【図８０Ｄ】 線形ピクセル・アレイの略図である。
【図８０Ｅ】 一連の痕跡ライン（scar line）を有するフィルム露光を示している。
【図８１Ａ】 ドッキング・ステーションが分解表示された無線電話の側平面斜視図である。
【図８１Ｂ】 ドッキング・ステーションおよび連結する無線電話の側断面図である。
【図８１Ｃ】 ドッキング・ステーション内のディスプレイが閉位置にある、ドッキング・ス
テーションに合体された無線電話の側平面斜視図である。
【図８１Ｄ】 ディスプレイが開位置にあるドッキング・ステーションを有する無線電話の正
平面斜視図である。
【図８２Ａ】 マイクロディスプレイを有する無線電話の平面図である。
【図８２Ｂ】 カメラレンズを示す図８２Ａの無線電話の底面図である。
【図８２Ｃ】 図８２Ａおよび８２Ｂの無線電話の背面斜視図である。
【図８３】 切断された部分がマイクロディスプレイとレンズとを示す、無線電話の側面図
である。
【図８４Ａ】 画像の向きを変えるためにプリズムを使用しているマイクロディスプレイとビ
ューイング・レンズとを示している。
【図８４Ｂ】 画像の向きを変えるためにミラーを使用しているマイクロディスプレイとビュ
ーイング・レンズとを示している。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｊ ５Ｋ０２３ ６８０ ６８０Ｃ ６８０Ｓ ６９１ ６９１Ｃ ６９１Ｅ 3/34 3/34 Ｊ 3/36 3/36 5/00 ５１０ 5/00 ５１０Ｈ ５１０Ｐ ５１０Ｑ 5/02 5/02 Ａ Ｊ Ｈ０４Ｍ 1/05 Ｈ０４Ｍ 1/05 Ａ 1/21 1/21 Ｍ (31)優先権主張番号 ０９／６４３，６５５ (32)優先日 平成12年７月28日(2000．7．28) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／２３７，６０３ (32)優先日 平成12年10月３日(2000．10．3) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／２５１，７２１ (32)優先日 平成12年12月６日(2000．12．6) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 リチャード・アラン アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 02093，レンサム，メラニー レーン 20 (72)発明者 ゲール・ロナルド・ピー アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 02067，シャロン，オールド ウロモロポ ーグ ロード 101 (72)発明者 エラートソン・デーヴ アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 02072，ストートン，サマー アヴェニュ ー 71 (72)発明者 ファン・ジョン・シー・シー アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 02445，ブルックリン，ウェルチ ロード 39 (72)発明者 ブンガードナー・ロドニー・ジェイ アメリカ合衆国，カリフォルニア州 95032，ロス ガートス，ペン ウェイ 270 Ｆターム(参考） 2H088 EA22 EA25 EA40 HA09 HA24 HA29 2H091 FA26Z FA45Z MA06 MA10 5C006 AA16 AA22 AC11 AC26 AF01 AF11 AF22 AF26 AF44 AF46 AF50 AF51 AF52 AF54 AF62 AF68 AF69 AF71 AF81 AF82 AF83 BB16 BB28 BB29 BC03 BC06 BC12 BC16 BC20 BF02 BF03 BF04 BF06 BF08 BF16 BF21 BF22 BF23 BF24 BF25 BF26 BF27 BF34 BF36 BF37 BF39 BF42 BF45 EB04 EB05 EC11 FA14 FA19 FA23 FA34 FA37 FA47 FA54 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD06 DD08 DD20 DD25 DD26 DD29 EE01 EE29 EE30 FF03 FF11 GG02 GG05 GG07 GG10 GG11 GG13 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 KK07 5C082 AA02 AA18 AA21 AA27 AA32 BA12 BA35 BB16 BB44 BB51 BC03 BD02 CA12 CB05 DA53 DA71 DA86 MM02 MM03 MM05 MM10 5K023 AA07 BB11 DD08 EE03 EE17 HH07 MM00 MM25 PP12

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線電話であって、 キーパッドを搭載するハウジングと、 アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイと、 上記液晶ディスプレイを搭載し、かつ上記ハウジングに回転式に取り付けられ
    たディスプレイ・ハウジングと、 画像センサ・デバイスと、 上記画像センサ・デバイスを搭載し、かつ上記ディスプレイ・ハウジングに回
    転式に取り付けられたカメラ・ハウジングと、を備えた無線電話。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記画像センサ・デバイスは電荷結合デ
    バイス（ＣＣＤ）である無線電話。
  3. 【請求項３】 請求項１において、上記画像センサ・デバイスはＣＭＯＳで
    ある無線電話。
  4. 【請求項４】 請求項１において、上記アクティブ・マトリクス・ディスプ
    レイがカラー順次ディスプレイ・システムであり、かつ３色発光ダイオード（Ｌ
    ＥＤ）バックライトを備えている、無線電話。
  5. 【請求項５】 請求項１において、上記ハウジングに搭載された英数字ディ
    スプレイをさらに備えた無線電話。
  6. 【請求項６】 請求項１において、上記アクティブ・マトリクス・ディスプ
    レイが、少なくとも３２０×２４０のアレイを有し、かつ１６０ｍｍ2未満のア
    クティブ・エリアを有するピクセル電極・アレイを備えた、無線電話。
  7. 【請求項７】 請求項６において、上記ピクセル電極・アレイが少なくとも
    ６４０×４８０のアレイを備えている、無線電話。
  8. 【請求項８】 請求項１において、キーパッドをカバーするフリップ式のふ
    たをさらに備えている、無線電話。
  9. 【請求項９】 インスタント・カメラであって、 画像を記録する画像センサと、 上記画像センサから電子画像を取りこみ、かつ上記画像を操作する制御回路と
    、 上記操作された画像を受信する２００ｍｍ2未満のアクティブ・エリアを有す
    る、少なくとも３２０×２４０のピクセル電極・アレイを有するアクティブ・マ
    トリクス液晶ディスプレイと、 上記液晶ディスプレイを照明する発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスと、 写真面と、 上記写真面上に液晶ディスプレイの画像の焦点を合わせるためのレンズと、を
    備えているインスタント・カメラ。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、上記ピクセル電極・アレイが少なくと
    も６４０×４８０のアレイを備えている、インスタント・カメラ。
  11. 【請求項１１】 請求項９において、上記ハウジングが１０００ｃｍ3未満
    の容積を有している、インスタント・カメラ。
  12. 【請求項１２】 請求項１１において、上記ハウジングが７５０ｃｍ3未満
    の容積を有している、インスタント・カメラ。
  13. 【請求項１３】 無線マイクロディスプレイ・システムであって、 ２００ｍｍ2未満のアクティブ・エリアを有する少なくとも３２０×２４０の
    ピクセル電極・アレイを有するアクティブ・マトリクス液晶ディスプレイと、 上記ディスプレイを見るための光学系と、 情報を送受信する無線トランシーバと、 上記トランシーバおよび上記ディスプレイと相互に作用する制御回路と、 スピーカと、 画像を選択する選択ボタンと、を備えている無線マイクロディスプレイ・シス
    テム。
  14. 【請求項１４】 請求項１３において、上記スピーカはベルト・クリップを
    形成し、かつフリップダウン式マイクロフォンをさらに備えている、無線マイク
    ロディスプレイ。
  15. 【請求項１５】 印刷物を作成する方法であって、 デジタル画像を供給するステップと、 上記デジタル画像を、各々が特定のカラーに関連づけられた複数の画像に分割
    するステップと、 アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイを駆動して、特定のカラーに関連づ
    けられた画像を書き込むステップと、 上記液晶ディスプレイを通して光を投射し、感光紙上に上記液晶ディスプレイ
    の画像を投射するステップと、 他のカラーについて上記駆動および投射プロセスを反復するステップと、を含
    む方法。
  16. 【請求項１６】 携帯用通信システムであって、 ハウジングと、 上記ハウジングに搭載された無線受信機と、 上記無線受信機によって電気的に受信された画像を生成するためのアクティブ
    ・マトリクス液晶ディスプレイと、 上記ハウジングに搭載され、上記アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイ上
    に形成された画像を受光するように配置され、かつ上記画像を少なくとも２倍に
    拡大するレンズと、 上記ハウジングに搭載され、上記液晶ディスプレイ上に形成された画像を印刷
    するデジタル・プリンタと、を備えている携帯用通信システム。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、上記無線受信機が携帯電話の一構成
    要素の無線トランシーバである、携帯用通信システム。
  18. 【請求項１８】 請求項１６において、上記液晶ディスプレイが観察とデジ
    タル印刷との両方に使用されている、携帯用通信システム。
  19. 【請求項１９】 請求項１６において、少なくとも１対の液晶ディスプレイ
    が存在し、その第１の液晶ディスプレイが観察用であり、第２の液晶ディスプレ
    イがデジタル印刷用の光バルブとして機能している、携帯用通信システム。
  20. 【請求項２０】 請求項１６において、上記デジタル・プリンタが、 電子画像を取りこみ、かつ上記画像を操作する制御回路と、 上記制御回路から調整済みの画像を受信するアクティブ・マトリクス液晶ディ
    スプレイと、 上記液晶ディスプレイを照明するバックライトと、を有する携帯用通信システ
    ム。
  21. 【請求項２１】 請求項２０において、上記写真面上にディスプレイの画像
    の焦点を合わせるためのレンズをさらに備えている、デジタル・プリンタ。
  22. 【請求項２２】 請求項２０において、上記アクティブ・マトリクス液晶デ
    ィスプレイがモノクロ・ディスプレイ・システムであり、バックライトが三色発
    光ダイオード（ＬＥＤ）バックライトである、デジタル・プリンタ。
  23. 【請求項２３】 請求項２０において、バックライトが発光ダイオード（Ｌ
    ＥＤ）である、デジタル・プリンタ。
  24. 【請求項２４】 請求項１６において、画像を記録する電荷結合デバイス（
    ＣＣＤ）と、上記ＣＣＤから電子画像を取りこみ、上記画像を操作して上記デジ
    タル・プリンタに送信する制御回路とを有するインスタント・カメラをさらに備
    えている、携帯用通信システム。
  25. 【請求項２５】 デジタル・プリンタであって、 電子画像を取りこみ、上記画像を操作して、各ピクセルが少なくとも２色の特
    定レベルを有する複数のピクセルを形成する制御回路と、 ピクセル電極・アレイを有するアクティブ・マトリクス液晶ディスプレイと、 上記ピクセル電極・アレイの全てを第１の液晶状態に相当する電圧に駆動し、
    次にピクセル電極を、１つのカラーに関連づけられた上記特定レベルに依存して
    第２の液晶状態に相当する電圧に選択的に変化させる駆動回路と、 上記液晶ディスプレイを照明する、各カラーに関連づけられた光源と、を備え
    ているデジタル・プリンタ。
  26. 【請求項２６】 請求項２５において、１つまたは複数のカラーのレベルが
    ゼロである、デジタル・プリンタ。
  27. 【請求項２７】 請求項２５において、第１の液晶状態は透明であり、第２
    の液晶状態は黒である、デジタル・プリンタ。
  28. 【請求項２８】 請求項２５において、第１の液晶状態は黒であり、第２の
    液晶状態は透明である、デジタル・プリンタ。
  29. 【請求項２９】 請求項２５において、写真面上に上記ディスプレイの画像
    の焦点を合わせるためのレンズをさらに備えている、デジタル・プリンタ。
  30. 【請求項３０】 請求項２５において、上記光源は三色発光ダイオード（Ｌ
    ＥＤ）を有するバックライトである、デジタル・プリンタ。
  31. 【請求項３１】 請求項３０において、上記写真面に配置される写真フィル
    ムをさらに備えている、デジタル・プリンタ。
  32. 【請求項３２】 請求項２５において、上記ピクセル電極・アレイが少なく
    とも３２０×２４０のアレイを備え、かつ１６０ｍｍ2未満のアクティブ・エリ
    アを有する、デジタル・プリンタ。
  33. 【請求項３３】 請求項３２において、上記ピクセル電極・アレイが少なく
    とも６４０×４８０のアレイを備えている、デジタル・プリンタ。
  34. 【請求項３４】 請求項３３において、写真面上にディスプレイの画像の焦
    点を合わせるためのレンズをさらに備えている、デジタル・プリンタ。
  35. 【請求項３５】 請求項３４において、光源が三色発光ダイオード（ＬＥＤ
    ）を有するバックライトである、デジタル・プリンタ。
  36. 【請求項３６】 インスタント・カメラであって、 画像を記録する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）と、 上記ＣＣＤから電子画像を取りこみ、かつ上記画像を操作して、各ピクセルが
    少なくとも２色の特定レベルを有する複数のピクセルを形成する制御回路と、 複数のピクセル電極を有するアクティブ・マトリクス液晶ディスプレイと、 上記複数のピクセル電極の全てを第１の液晶状態に相当する電圧に駆動し、次
    にピクセル電極を、１つのカラーに関連づけられた上記特定レベルに応じて第２
    の液晶状態に相当する電圧に選択的に変化させる駆動回路と、 上記液晶ディスプレイを照明する各カラーに関連づけられた光源と、 写真面と、 上記写真面上にディスプレイの画像の焦点を合わせるためのレンズと、を備え
    ているインスタント・カメラ。
  37. 【請求項３７】 請求項３６において、１つまたは複数のカラーのレベルが
    ゼロである、インスタント・カメラ。
  38. 【請求項３８】 請求項３６において、第１の液晶状態は透明であり、第２
    の液晶状態は黒である、インスタント・カメラ。
  39. 【請求項３９】 請求項３６において、第１の液晶状態は黒であり、第２の
    液晶状態は透明である、インスタント・カメラ。
  40. 【請求項４０】 請求項３６において、上記ピクセル電極・アレイが少なく
    とも３２０×２４０のアレイを備え、かつ１６０ｍｍ2未満のアクティブ・エリ
    アを有する、インスタント・カメラ。
  41. 【請求項４１】 請求項４０において、上記ピクセル電極・アレイが少なく
    とも６４０×４８０のアレイを備えている、インスタント・カメラ。
  42. 【請求項４２】 請求項３６において、上記ハウジングが１０００ｃｍ3未
    満の容積を有する、インスタント・カメラ。
  43. 【請求項４３】 請求項４２において、上記ハウジングが５００ｃｍ3未満
    の容積を有する、インスタント・カメラ。
  44. 【請求項４４】 請求項４３において、上記ピクセル電極・アレイが少なく
    とも３２０×２４０のアレイを備え、かつ１６０ｍｍ2未満のアクティブ・エリ
    アを有する、インスタント・カメラ。
  45. 【請求項４５】 印刷物を作成する方法であって、 デジタル画像を供給するステップと、 上記デジタル画像を各々が特定のカラーに関連づけられた少なくとも２つの電
    子画像に分割するステップと、 各カラーに関連づけられた上記電子画像を操作して、各ピクセルが上記特定の
    関連するカラーに関連づけられた特定のレベルを有する複数のピクセルを形成す
    るステップと、 アクティブ・マトリクス液晶ディスプレイのピクセル電極・アレイの全てを第
    １の液晶状態に相当する電圧に駆動するステップと、 １つのカラーに関連づけられた上記特定レベルに応じて、ピクセル電極を第２
    の液晶状態に相当する電圧に選択的に変化させるステップと、 上記液晶ディスプレイを通して上記特定のカラーに関連づけられた光を投射し
    、感光紙上に上記液晶ディスプレイの画像を投射するステップと、 上記特定レベルに応じて電極を第２の液晶状態に相当する電圧に選択的に変化
    させることと、１つのカラーに関連づけられた幾つかの特定レベルに対する光を
    投射することとを反復するステップと、 他のカラーについて上記プロセスを反復するステップと、を含む方法。
  46. 【請求項４６】 請求項４５において、１つまたは複数のカラーのレベルが
    ゼロである、方法。
  47. 【請求項４７】 請求項４５において、第１の液晶状態は透明であり、第２
    の液晶状態は黒である、方法。
  48. 【請求項４８】 請求項４５において、第１の液晶状態は黒であり、第２の
    液晶状態は透明である、方法。
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