JP2004170927A - ペン型映写ディスプレー - Google Patents

Abstract

【課題】 コンピュータの部品が非常に小型化される一方で、表示モニターを備える必要性から、コンピュータのさらなる小型化は、事実上制限される。情報を快適に表示でき、広い固定場所を占有しない小型の表示モニターに対する要求がある。
【解決手段】 映写ディスプレーは、光を生成し映写する光映写部、光映写部から映写される光を振動させる発振部および、周波数生成および変調部を含む。周波数生成および変調部は、発振部を操作し、光映写部によって映写される光を変調する。次に、発振部は、光映写部によって映写される光を２次元に振動させることによって、映写される光が、ラスタパターンで反射面を走査する。同時に、周波数生成および変調部は、光映写部によって映写される光を、走査処理および供給される画像データと同期するように変調して、映写された光が、走査範囲上に画像データに相当する画像を映し出すようにする。
【選択図】 図５

Description

（発明の分野）
本発明は、映写（projection）ディスプレーに関する。本発明は、特に、インク式ペンまたはコンピュータ用スタイラスといった、携帯用筆記器具に組み入れることができる映写ディスプレーへの適用性を有する。

（本発明の背景）
コンピュータは、私たちの社会において、ユビキタスになりつつあり、日常生活のあらゆる面において使用されている。現代のコンピュータは、ユーザが聞き取れるように情報を提供し、殆どのコンピュータのために伝達される情報の主流は、視覚に訴えるものである。それは、殆どのコンピュータが、ユーザに対して、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube：陰極線管）モニター、液晶表示モニターまたはプラズマモニターなど、モニター上に情報を視覚的に表示する。

したがって、コンピュータの処理部品および記憶部品が非常に小さく作られるようになる一方で、通常のコンピュータのサイズを更に小型化することは、表示モニターが視覚性を有する必要性から、事実上制限される。それ故、コンピュータによって提供された情報を快適に表示することができ、広い固定場所を占有しない、小型の表示モニターに対する要求がある。

（発明の概要）
本発明は、利点として、コンピュータからの画像情報に対応する画像など、画像を反射面に表示することができる映写ディスプレーを目的とする。本発明による映写ディスプレーによって表示された映像は、十分に大きく読みやすい一方で、映写ディスプレーの部品は、インク式ペンまたはデジタルタブレット用のスタイラスといった、携帯用筆記器具の内部に取り付けられるように十分に小さく作ることができる。

本発明の映写ディスプレーによれば、発振器は、光映写機によって映写される光を振動（注、光の向きをかえること）させる。さらに詳細には、発振器は、第１の方向および第１の方向に直交する第２の方向に、映写（投影）される光を同時に振動させる。例えば、発振器は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方向に、映写される光を同時に振動させる。この方法では、光映写機によって映写される光は、ラスタパターンで反射面を走査する。同時に、映写される光は、画像データに基づいて、ラスタスキャン処理と同期して変調される。したがって、映写される光は、変調および振動されて、走査範囲に、画像データに対応する画像を生成する。続く好ましい実施形態の詳細な説明もちろん、前述の発明の概要は、対応する図面を参照して読まれた時により良く理解される。

（好ましい実施形態の詳細な説明）
（概観）
図１は、本発明の一実施形態の映写ディスプレー１０１を示す。図示するように、映写ディスプレー１０１は、光を発し映写するための光映写部１０３、光映写部１０３から映写される光を発振するための発振部１０５および、周波数生成・変調部１０７を含む。また、映写ディスプレー１０１は、画像データ入力部１０９および制御部１１１を含む。以下で詳細に説明するように、周波数生成・変調部１０７は、発振部１０５を駆動し、かつ光映写部１０３によって映写される光を変調する。次に、発振部１０５は、光映写部１０３によって映写される光を２次元に振動する。

さらに詳細には、発振部１０５は、光映写部１０３によって発せられる光を振動して、映写される光がラスタパターンで反射面を走査する。同時に、周波数生成・変調部１０７は、走査処理および画像データ入力部１０９によって供給された画像データと同期して、光映写部１０３によって発せられる光を変調する。この方式では、映写される光は、変調かつ振動されて、走査範囲に、画像データに対応する画像を描く。制御部１１１は、周波数生成・変調部１０７および画像データ入力部１０９の作動を制御する。

図１に示されたように、光映写部１０３は、光を発する光源１１３および、光源１１３からの光を伝達する光伝達装置１１５を含む。以下で詳細に説明するように、光源１１３から映写される光は、個別のピクセル（画素）を形成するように変調されて、白紙、ホワイトボードまたは卓上といった反射面上を走査される。このように、幅が狭く焦点の合ったビームを映写する光源１１３は、幅が広くてより分散したビームを映写する光源１１３と比べて、より高いディスプレー解像度を提供する。したがって、図示の本発明の実施形態では、光源１１３は、約６５０ｎｍの中心波長を有するレーザダイオードである。レーザダイオードが、都合よく、焦点の合ったコヒーレント（可干渉）な光のビームを映写し、映写ディスプレー１０１が高解像度で個別のピクセルを表示することができるということは、当業者によって理解されるであろう。

図５に示すように、実施形態を図示した光伝達装置１１５は、光ファイバ１１５Ａおよびレンズ１１５Ｂの組合せである。光ファイバ１１５Ａは、レーザダイオード１１３から発される光を、光ファイバ１１５Ａが曲げられている方向に、映写する。それは、レーザダイオード１１３自体が実際に動いて方向を変えることなく、光ファイバ１１５Ａが、レーザダイオード１１３から発せられる光が様々な方向に映写されることを可能にする、ということである。代わりに、単純に光ファイバ１１５Ａを特定の方向に向けて曲げるだけで、光ダイオード１１３から発せられる光は、その方向に映写される。レンズ１１５Ｂは、光ファイバ１１５Ａによって伝送されて映写される光のビームの幅の細さを整える。図示された実施形態では、光ファイバ１１５Ａは、約１２ｍｍの長さである。以下で詳細に述べるが、光ファイバ１１５Ａの長さは、光ファイバ１１５Ａが振動される周波数に依存して変化するかもしれない。

本発明の別の実施形態では、光源１１３については、他の種類の機構を用いて実装することもできることに留意されたい。例えば、光源１１３は、いずれか適切な可視波長または複数波長の光を供給するレーザダイオードを用いて実装することもできる。光源１１３は、また、ガスレーザまたは固体レーザなど、他の種類のコヒーレントな光発生装置を用いて実装することもできる。光源１１３は、一般的な白熱光、蛍光またはＬＥＤ（発光ダイオード）といった非コヒーレントな光装置を用いても実装することができる。本発明の実施についての上記内容から、光源１１３は、希望の距離に、希望の解像度で、個々のピクセルを描くことができる程度に十分に細い光のビームを発することができる必要があるのみであると理解されたい。

同様に、光伝達装置１１５は、別の機構を用いて実装することができる。例えば、本発明のいくつかの実施形態では、光伝達装置１１５は、１または複数のレンズを用いて、光ファイバ１１５Ａの使用を省略して、実装されることができる。光伝達装置１１５は、両方を省略されることさえできる。例えば、以下で詳細に述べるように、本発明の一部の実施形態は、光伝達装置１１５を振動させるのではなく、光源１１３を直接振動させることができる。これらの実施形態では、光伝達装置１１５は、必要ではなく、したがって、本発明のこれらの実施形態では提供されない。

映写ディスプレー１０１が、携帯可能な形状で構成されている場合には、光源１１３からの光は、不注意で、使用者または使用者の近くにいる誰かの目に映写される場合がある。したがって、光源１１３は、有益的に、人間の目で安全に見ることができる小さいパワーの光源で実装する場合もある。例えば、図示の実施形態では、レーザダイオード１１３は、６５０ｎｍの波長の光を映写し、２０ｍＡ以下の動作電流を有する。映写される光が、光ファイバ１１５Ａおよびレンズ１１５Ｂによって伝達された後、映写される光の出力電力は、約１ｍＷである。もちろん、代わりに、人間の目に安全な光を映写する他の低電力の構成を、採用することができる。

（発振部）
発振部１０５に関して、発振部は、Ｘ方向振動部１１７およびＹ方向振動部１１９を含む。波形発生器（wave generator）１２１は、Ｘ方向振動部１１７を駆動するための波形信号を生成し、他方、波生成器１２３は、Ｙ方向振動部１１９を駆動する別の波形信号を生成する。Ｘ方向振動部１１７は、光伝達装置１１５の光ファイバ１１５Ａに接続され、Ｘ方向振動部１１７が作動すると、波形発生器１２１によって生成された波形信号に対応する周波数で、Ｘ方向に光ファイバ１１５Ａを振動させる。同様に、Ｙ方向振動部１１９は、光伝達装置１１５の光ファイバ１１５Ａに接続され、Ｙ方向振動部１１９が作動されると、発振器１２３によって生成された波形信号に対応する周波数で、Ｙ方向に光ファイバ１１５Ａを振動させる。したがって、Ｘ方向振動部１１７およびＹ方向振動部１１９が、同時に作動する場合は、光伝達装置１１５の光ファイバ１１５Ａは、Ｘ方向およびＹ方向の両方向に同時に振動する。

光ファイバ１１５ＡをＹ方向およびＸ方向の両方向に同時に、しかし十分に異なる周波数で、振動させることによって、光ファイバ１１５Ａによって伝達される光は、反射面にラスタスキャンパターンを描く。もし光ファイバ１１５Ａを、直交する方向に振動する早さよりも十分に早く一つの方向に振動した場合、光ファイバ１１５Ａによって伝達される光は、光が映写される面をラスタ走査する。例えば、もし光ファイバ１１５Ａが、光ファイバ１１５ＡがＹ方向に振動する割合の１００倍の割合でＸ方向に振動する場合、光ファイバ１１５Ａによって伝達される光は、Ｙ方向に半分振動する間毎に、約５０水平ラインを反射面に映写する。同様に、もし光ファイバ１１５Ａが、光ファイバ１１５ＡがＸ方向に振動する割合の１００倍の割合でＹ方向に振動する場合、光ファイバ１１５Ａによって伝達される光は、Ｘ方向に半分振動する間毎に、約５０垂直ラインを反射面に映写する。

図示の実施形態では、Ｘ方向振動部１１７およびＹ方向振動部１１９は、圧電セラミック発振器である。当業者に周知の通り、圧電発振器は、印加電圧の変化に比例して振動する。図示された実施形態では、波形発生器１２１によって生成された波形信号は、Ｘ方向振動部１１７を駆動操作する。同様に、波形発生器１２３によって生成された波形信号は、Ｙ方向振動部１１９を駆動操作する。波形発生器１２１および１２３からの波形信号は、正弦波、三角波または他の適切な種類の波形の波とすることができる。波形発生器１２１および１２３からの波形信号の周波数は、次々に、周波数生成・変調部１０７によって供給される周波数信号に対応する。

本発明の別の実施形態では、Ｘ方向振動部１１７およびＹ方向振動部１１９については、圧電セラミック発振器など、Ｘ方向およびＹ方向の両方向に振動する、一つの圧電発振器を用いて実装することができる。さらに、非圧電発振器を、光源１１３から映写される光を振動させるために使用することができる。例えば、誘導モータまたは他の種類の振動モータは、光源１１３から映写される光を振動させるために使用することができる。また、図示の実施形態では、発振部１０５は、光ファイバ１１５Ａを振動させるが、本発明の別の実施形態として、光源１１３自体または光映写部１０３全体を、直接振動させることもできる。例えば、本発明の別の実施形態は、厳密な光伝達装置１１５を採用することができ、あるいは光伝達装置１１５の全てを省略することもできる。これらの実施形態では、光源１１３は、映写される光を振動させるために直接動かすことができる。本発明の実施形態の一例は、以下で詳細に説明する。

ここで用いられる「Ｘ方向」および「Ｙ方向」は、特定の方向を示すのではなく、単に、第２の方向に対する第１の方向の向きを示すために用いていると考慮されたい。当業者によって、走査処理が、映写される光を、いずれかの第１の方向および第１の方向に直交する第２の方向に、同時に動かすことによって実行されるということが、理解される。例えば、映写される光は、光映写部１０３をある軸について回転し、他方で同時に、（光源１１３または伝達装置１１５もしくは両方である）光映写部１０３をその軸と遠近方向に振動することによって、振動されることさえもできる。これらの実施形態では、映写される光は、Ｘ方向およびＹ方向に走査する本発明の実施形態におけるような直交座標ではなく、極座標に基づいたパターンで、反射面を走査する。

（周波数生成・変調部）
図１に示すように、周波数生成・変調部１０７は、周波数ｆの基準信号を生成する周波数発生器１２５を含む。変調周波数生成器１２７は、基準信号の周波数ｆに値ｍを乗算し、変調周波数ｆｍの変調信号を生成する。以下でより詳細に述べるように、変調周波数ｆｍは、光映写部１０３から映写される光によって走査される各々のラインにいくつのピクセルが発生するかを決定する。同様に、Ｘ方向振動周波数生成器１２９は、基準信号の周波数ｆに値ｘを乗算し、変調周波数ｆｘのＸ方向振動信号を生成し、他方、Ｙ方向振動周波数生成器１３１は、基準信号の周波数ｆに値ｙを乗算し、変調周波数ｆｙのＹ方向振動信号を生成する。

Ｘ方向振動信号は、Ｘ方向振動部１１７の波形信号の周波数をＸ方向振動周波数ｆｘに設定するために、波形発生器１２１に与えられる。Ｙ方向振動信号は、Ｙ方向振動部１１９の波形信号の周波数をＹ方向振動周波数ｆｙに設定するために、波形発生器１２３に与えられる。このようにして、Ｘ方向振動部１１７は、Ｘ方向振動周波数生成器１２９によって生成されたＸ方向振動周波数ｆｘで振動し、他方、Ｙ方向振動部１１９は、Ｙ方向振動周波数生成器１３１によって生成されたＹ方向振動周波数ｆｙで振動する。本発明の別の実施形態では、周波数生成器１２９および１３１からの変調信号は、発振器１１７および１１９を直接に操作するのに十分に強力であることに留意されたい。したがって、これらの実施形態は、波形発生器１２１および１２３を省略することができる。

また、Ｘ方向振動信号、Ｙ方向振動信号および変調信号は、同期制御部１３３に供給される。以下で詳細に説明するように、同期制御部１３３は、画像データ入力部１０９からの画像データをＸ方向振動信号および変調信号と同期させることで、走査ラインにおける各々のピクセルの位置に対応する画像データが用いて、光映写部１０３によって対応するピクセルの映写が変調されることを確実にする。同様に、同期制御部１３３は、画像データ入力部１０９からの画像データをＹ方向振動信号と同期させ、表示されるスクリーンにおける各々のピクセルの位置に対応したが画像データが、その対応するピクセルの映写に変調されて、光映写部１０３によって使用されることを確実にする。

（振動周波数および変調周波数の決定）
Ｘ方向振動周波数、Ｙ方向振動周波数および変調周波数を決定するために、リフレッシュ周波数が最初に設定される。もし、表示された画像のリフレッシュレートが３０Ｈｚ以下である場合に、人間の目はチラツキを感じるということが当業者によって理解される。したがって、本発明の様々な実施形態では、Ｘ方向振動周波数およびＹ方向振動周波数の両方は、典型的には、３０Ｈｚよりも高くなる。図示した実施形態では、映写された光は、Ｘ方向に平行に走査し、ラスタスキャンパターンのリフレッシュは、Ｙ方向に映写された光の振動によってなされる。したがって、Ｙ方向振動周波数は、図示された実施形態では、約８０Ｈｚに設定され、特に映写ディスプレー１０１が、ハンドヘルド装置内に用いられ、ユーザの手が揺れる場合に、チラツキがないことを保証する。もちろん、本発明の別の実施形態では、Ｙ方向振動周波数は、８０Ｈｚよりも高くあるいは低くすることができる。さらに、もし対応するチラツキの量が、映写ディスプレー１０１の意図する使用に許容される場合には、Ｙ方向振動周波数は、３０Ｈｚよりも低くすることさえできる。

図示された実施形態では、映写される光は、前に記載したように光伝達装置１１５の光ファイバ１１５Ａを振動することによって、振動される。したがって、映写される光をラスタスキャン方向に振動する振動周波数を決定するために、光ファイバ１１５Ａのための振動周波数を決定しなければならない。本発明の様々な実施形態では、光ファイバ１１５Ａは、エネルギーの消費を削減し、一貫した振動を提供することができる高調波で振動される。

当業者に知られているように、ラスタスキャン方向の光ファイバ１１５Ａの一次モード振動、二次モード振動および高次モード振動の高調波振動周波数は、光ファイバ１１５Ａの長さに関連している。より詳細には、ラスタスキャン方向に光ファイバ１１５Ａを振動させるための、一次モードおよび二次モードの高調波振動周波数と光ファイバ１１５Ａの長さの関係は、
ｏα１／ｌ^２
であり、ここで、ｏは、高調波振動周波数で、ｌは、振動中の光ファイバ１１５Ａの長さである。長さｌは、振動が始まる前の光ファイバ１１５Ａの長さではない。光ファイバ１１５Ａの長さは、光ファイバ１１５Ａが振動するにしたがって伸びる。したがって、長さｌは、最大限の長さに伸ばされた後の、振動中の光ファイバ１１５Ａの長さに対応する。このように、高調波モードのＸ方向振動周波数を、光ファイバ１１５Ａの与えられた長さから決定することができる。他に、光ファイバ１１５Ａの長さを、希望した高調波モードの希望したＸ方向の高調波振動周波数に合うように決定することができる。

光ファイバ１１５Ａを、いずれの高調波モードで、振動することができ、他方、高調波モードの振動を伴う光ファイバ１１５の長さは、光ファイバ１１５Ａの移動範囲を決定することに留意されたい。この動作の範囲は、同様に、映写ディスプレー１０１の映写範囲を決定する。図２Ａおよび２Ｂを参照すると、図２Ａは、一次モードで振動している典型的な光ファイバ１１５Ａの動作を示し、他方、図２Ｂは、二次モードで振動している典型的な光ファイバ１１５Ａの動作を示す。このように、光ファイバ１１５Ａは、一次モードまたは二次モード（ならびにより高次のモード）のいずれかで、光ファイバ１１５Ａの長さおよび振動周波数に依存して、振動することができるが、二次モードで光ファイバ１１５Ａを振動させることは、逆に、一次モードで光ファイバを振動させるよりも、より広い映写範囲を提供することができる。 二次モードの光ファイバの高調波周波数は、一次の高調波の約６倍であることが、当業者に理解される。したがって、与えられた周波数では、光ファイバの長さｌは、二次モードの場合の振動に対する長さｌよりも一次モードの場合の方がより短くなければならない。

図示の実施形態では、光ファイバ１１５Ａは、約４．５Ｈｚから５ＫＨｚのＸ方向振動周波数で、より広い映写範囲を確保するために、二次モードで振動される。したがって、光ファイバ１１５Ａの長さｌは、約１２ｍｍである。しかし、本発明の他の実施形態では、光ファイバ１１５Ａは、一次モードで振動されることができる。これらの実施形態では、光ファイバ１１５Ａの長さは、約４ｍｍである。もちろん、より高いおよびより低い高調波周波数の双方および他の光ファイバの長さを、本発明の別の実施形態によって使用することができる。

異なるスキャン周波数を、本発明の他の実施形態によって、選択的または付加的に使用することができる。走査方向の振動周波数が高いほど、映写ディスプレーの解像度が増加し、他方、走査方向の振動周波数が低いほど、映写ディスプレーの解像度が減少することが当業者に理解される。例えば、図３Ａは、走査方向の振動周波数がリフレッシュ振動周波数の僅か４倍の時に、ディスプレー１０１によって映写されたラスタスキャンパターンを示し、他方、図３Ｂは、走査方向の振動周波数がリフレッシュ振動周波数の１５０倍の時に、ディスプレー１０１によって映写されたラスタスキャンパターンを示す。これらの図から解るように、図３Ｂに示されたラスタスキャンパターンは、図３Ａに示されたラスタスキャンパターンよりも、その範囲でより多くの映写をカバーする。

（画像データ入力部）
図１を参照すると、映写ディスプレー１０１によって映写される画像データは、テキストバッファ１３７およびグラフバッファ１３９に起こる。より詳細には、映写ディスプレー１０１によって映写されるテキスト情報は、テキストバッファ１３７に格納される。線図など、他の型の画像データは、グラフバッファ１３９に格納される。テキストバッファ１３７に格納されるテキスト情報は、ＡＳＣＩＩコードのデータなど、通常の型とすることができる。

テキストバッファ１３７は、テキストデータを変換部１４３へ提供する。次いで、変換部１４３は、テキストデータのフォントを検出し、テキストデータに対応するフォントマップを辞書１４１から取得する。この情報を用いて、変換部１４３は、テキストデータに対応するバイナリピクセルデータを生成する。より詳細には、図４Ａおよび４Ｂに示すように、特定されたフォントの文字「Ａ」のピクセルマップを、バイナリ画像データの列に変換することができる。ピクセルマップ４０１中のピクセルの各々の列は、画像データのバイナリのライン４０３に変換され、ここで、それぞれの「空」または「白」のビットが画像データの対応ライン４０３のバイナリ数「０」に対応し、および、それぞれの「濃」または「暗」が画像データの対応ライン４０３のバイナリ数「１」に対応する。同様に、画像情報が蓄積され、グラフバッファ１３９は、変換部１４３に提供され、バイナリ画像データの列に変換される。図示された本発明の例は、テキストデータまたは画像情報のピクセルの値を示すために１ビットのみを採用しているが、本発明の別の実施形態は、ピクセルの値を示すためにいくつかの数のビットを採用することができることに留意されたい。このように、映写ディスプレー１０１は、以下で説明するように、グレーまたはカラーで画像を映写することができる。

変換された画像データは、ディスプレーバッファ１４５に格納され、変調部１３５からの変調信号を制御するために使用することができるまで保持される。前述の通り、変調部１３５からの変調信号は、レーザダイオード１１３を駆動する。さらに、変調信号の周波数ｆｍは、一つの走査ラインに沿って表示することのできるピクセル数を決定する。例えば、変調信号の各々の周期が、走査ライン中のピクセルの映写に対応する場合、一つのライン中のピクセルの合計数は、走査ライン方向の振動周波数（図示した実施形態では、Ｘ方向振動周波数ｆｘである）の半分である。次いで、ピクセルに対応する変調信号の各々の部分の値は、画像データからの対応するピクセルの値が重畳される。前述の通り、同期制御部１３３は、ディスプレーバッファ１４５によって供給される画像データを、変調信号およびＸ方向振動信号と同期させることで、画像データの列の最初のピクセルが、光映写部１０３による映写の最初のピクセルに対応する。同様に、同期制御部１３３は、ディスプレーバッファ１４５によって提供される画像データをＹ方向振動信号に同期させることで、画像データの一映写面中の最初のピクセルが、光映写部１０３による映写面の最初のピクセルの映写に対応する。この方式では、ディスプレーバッファ１４５からの画像データは、ラスタ表示１４７のように反射面に映写される。

（ペン型映写ディスプレー）
前述した本発明によるペン型ディスプレー１０１の説明から、そのような映写ディスプレー１０１を、非常に小型に作ることができることを理解されたい。例えば、ペン型映写上述したようにディスプレー１０１は、携帯用筆記器具など、ハンドヘルド装置の中に実装する程十分に小さいサイズで製造される。図５を参照して、この図は、例示された実施形態による映写ディスプレーの様々な構成要素が、インク式ペン、グラフィックタブレット用のスタイラスもしくは鉛筆などと、略同様のサイズおよび形状の映写ディスプレー本体５０１の中に、どのように提供されるかを示す。さらに、映写ディスプレー１０１に加えて、映写ディスプレー本体５０１は、筆記手段５０３を含むこともできる。筆記手段５０３は、例えば、インク式ペン、グラフィックタブレット用のスタイラスもしくは鉛筆とすることができる。

筆記手段５０３を有する映写ディスプレー１０１を提供することによって、映写ディスプレー１０１は、殆ど全ての状況においてユーザによって、便利に持ち運ばれることができる。ディスプレーバッファ１４５に格納された画像データを見るために、ユーザは、単純に、映写ディスプレー本体５０１を反射面から適切な間隔で設置して、映写ディスプレー１０１を起動する必要がある。このように、本発明による映写ディスプレー１０１をコンピュータとともに使用することができ、コンピュータが大きなディスプレーを提供する必要がなくなる。

上述したように、本発明の様々な実施形態による携帯用映写ディスプレー１０１において、ディスプレー１０１によって映写される情報の表示は、ユーザによって手動で制御される。例えば、映写ディスプレー１０１は、映写ディスプレー１０１によって映写される画像データの選択のための一つまたは複数の制御ボタンを含むことができる。本発明の実施形態の一部では、ユーザは、コマンドボタンを用いて表示される情報のページを前後にスクロールすることができる。他に、本発明の他の実施形態は、ディスプレー１０１の位置に基づいて自動的に情報を表示する。例えば、ディスプレー１０１は、ディスプレー１０１が、反射面上を移動されたされたときに、情報の逐次スクリーンを映写することもできる。他にまたはさらに、文字が反射面上に印刷されているなど、ディスプレー１０１がその場所に位置されたときに、ディスプレー１０１は、特定の場所に対応する情報を表示することができる。本発明のこれらの実施形態のために、ディスプレー１０１は、例えば、ジャイロ位置検出装置を用いてそれ自体の位置を検出することができる。他に、ディスプレー１０１は、反射面上の位置表示マークを用いてそれ自体の位置を検出することができる。

（光源を直接振動させること）
上記の通り、本発明の様々な実施形態は、光源１１３それ自体または光映写部１０３全体を直接に振動させることができる。そのような実施形態の一つに採用される光映写部１０３’は、図６に図示される。この図に見られるように、光映写部１０３’は、光源１１３として発光ダイオードを含む。光源１１３は、基盤６０１上に配置されている。図示された実施形態では、基盤６０１は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成されている。しかし、本発明の別の実施形態では、基盤６０１は、希望する方向に振動する適切な柔軟性を有するいずれかの種類の基盤とすることができる。

より詳細には、不導体絶縁層６０３が基盤６０１の上に形成され、第１の電極６０５は、絶縁層６０３の上に形成される。したがって、絶縁層６０３は、第１の電極６０５を電気的に、基盤６０１から絶縁する。次いで、光源１１３は、光源１１３の制御電極と電極６０５との間の電気的接続を形成するために第1の電極６０５の上に積まれる。次いで、第２の不導体絶縁層６０７は、第１の電極６０５の一部の上に形成され、第２の絶縁層６０９は、第２の電極６０９は、第２の絶縁層６０７の上に形成される。したがって、第２の絶縁層６０７は、第２の電極６０９を第１の電極６０５から絶縁する。そして図６に見られるように、光源１１３の第２の制御電極は、第２の電極と結線６１１を介して電気的に接続される。

このように、光源１１３は、変調信号を受信して第１の電極および第２の電極を通じて光源１１３の動作を制御する。さらに、電極６０５ならびに６０９および絶縁層６０３ならびに６０７は、比較的に薄いので、基盤６０１が曲がることを妨げない。したがって、上述の発振器１１７および１１９など、発振器は、基盤６０１および光源１１３を振動させるために採用されることができる。

前述した光ファイバ１１５Ａを採用する実施形態の意図するところ、光源１１３または光映写部１０３を振動させる本発明の実施形態を、携帯用または手のひらサイズの映写ディスプレー１０１に組み込まれる程度に十分に小さく作ることができる。例えば、図６に示された光映写部１０３の実施形態では、基盤６０１を、長さ１５ｍｍ、幅２０μｍおよび高さ１５０μｍで実装することができる。この実施形態では、レーザダイオードを、長さ３００μｍ、幅３００μｍおよび高さ１００μｍを有する光源１１３として採用することができる。

（結論）
本発明の様々な実施形態を上述したが、これらの実施形態は、模範的なものであって、その実施形態の中では、本発明は、いずれかのコンビネーションまたはサブコンビネーションで、ここで述べられた構成要素およびステップを含む。したがって、本発明を定義するための別のコンビネーションが任意の数だけ存在し、それらコンビネーションは、詳細な説明、特許請求の範囲、図面を含む、明細書から、様々なコンビネーションまたはサブコンビネーションで、一つまたは複数の要素を取り込んだものである。

例えば、上述の映写ディスプレー１０１について説明した実施形態は、１色で画像を映写する一方で、本発明の別の実施形態は、複数色で画像を映写することができる。映写ディスプレー１０１は、例えば、三つの個別の光映写部１０３を採用することができ、赤、緑および青など、補足的な原色の各々である。各々の光映写部１０３の光ファイバ１１５Ａを、一つのユニットとして一緒に振動することができる。したがって、各々の光ファイバ１１５Ａは、その色を一つのピクセルに同時に映写する。光映写部１０３の各々の作用をカラー画像データについての対応に基づいて変更することによって、光映写部１０３のコンビネーションは、色のついたピクセルを映写し、これによって色のついた画像が映写される。さらに、一つの発振器１０５を、光映写部１０３のそれぞれから映写される光を同時に振動するために、採用することができる。さらに、手のひらサイズの実施形態のために、映写ディスプレー１０１は、１または複数の振動防止装置を含むことができ、これらは、Ｘ方向およびＹ方向の歪みの値を制御して、映写される画像を一つの場所に保つ。

当業者にとって、単独であるかコンビネーションであるかにかかわらず、ここに定義された一つまたは複数の機能もしくはステップを用いた、本発明の側面におけるさらなる別のコンビネーションが、本発明の改良および改造としてあるいは本発明の一部分として有用であることは、明らかである。ここに含まれる発明について記載した説明は、そのような変更および改造の全てにわたることを意図されている。例えば、様々な実施形態において、一定のデータの配列が示されている。しかし、データの再配列のいずれもが、本発明によって包含されている。また、サイズ（例えば、バイトまたはビット）といった一定のプロパティの単位が使用されるところでは、他の単位のいずれもが包含されている。

本発明の様々な実施形態による映写ディスプレーの概略図である。 １次モードで振動する光ファイバを示す図である。 ２次モードで振動する光ファイバを示す図である。 走査方向の振動周波数がリフレッシュ振動周波数の４倍の時に、ディスプレー１０１によって映写されたラスタスキャンパターンを示す図である。 走査方向の振動周波数がリフレッシュ振動周波数の１５０倍の時に、ディスプレー１０１によって映写されたラスタスキャンパターンを示す図である。 特定されたフォントの文字「Ａ」のピクセルマップを示す図である。 特定されたフォントの文字「Ａ」のバイナリ画像データの列を示す図である。 本発明の実施形態によるペン型映写ディスプレーを示す図である。 本発明のその他の実施形態による光映写装置を示す図である。

符号の説明

１０１ 映写ディスプレー
１０３ 光映写部
１０５ 発振部
１０７ 周波数生成・変調部
１０９ 画像データ入力部
１１１ 制御部
１１３ レーザダイオード
１１５ 光ファイバおよびレンズ
１１７ Ｘ方向振動部
１１９ Ｙ方向振動部
１２１ 波形発生器
１２３ 波形発生器
１２５ 周波数ｆ発生器
１２７ 変調周波数ｆｍ発生器
１２９ 周波数ｆｘ生成器
１３１ 周波数ｆｙ生成器
１３３ 同期制御部
１３５ 変調部
１３７ テキストバッファ
１３９ グラフバッファ
１４１ 辞書
１４３ 変換部
１４５ ディスプレーバッファ
１４７ ラスタ表示

Claims (40)

1. 光映写部と、
   該光映写部から映写される光を変調する変調部と、
   前記光映写部から映写される光を複数の方向へ振動させる発振部と
   を備えたことを特徴とする映写ディスプレー。
2. 前記光映写部は、
   光源と、
   光伝達装置と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の映写ディスプレー。
3. 前記光伝達装置は、光ファイバを含むことを特徴とする請求項２に記載の映写ディスプレー。
4. 前記光ファイバは、約４ミリメートルまたは１２ミリメートルの長さを有することを特徴とする請求項３に記載の映写ディスプレー。
5. 前記光源は、レーザダイオードであることを特徴とする請求項２に記載の映写ディスプレー。
6. 前記光源は、レーザ、発光ダイオード、白熱光および蛍光からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２に記載の映写ディスプレー。
7. 前記発振部は、前記光映写部を第１の方向および第１の方向に直交する第２の方向に動かすことを特徴とする請求項１に記載の映写ディスプレー。
8. 前記発振部は、
   前記光映写部をＸ方向に振動させる第１の振動部と、
   前記光映写部をＹ方向に振動させる第２の振動部と
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の映写ディスプレー。
9. 前記第１の振動部は、前記光映写部を約４．５ｋＨｚから５ｋＨｚの周波数で振動させることを特徴とする請求項８に記載の映写ディスプレー。
10. 前記第２の振動部は、前記光映写部を約８０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とする請求項９に記載の映写ディスプレー。
11. 前記第２の振動部は、前記光映写部を約８０Ｈｚの周波数で振動させることを特徴とする請求項８に記載の映写ディスプレー。
12. 前記第１および第２の振動部は、圧電発振器を含むことを特徴とする請求項８に記載の映写ディスプレー。
13. 前記振動部は、
    前記光映写部を軸について回転させる回転装置と、
    前記光映写部を前記軸と遠近方向に振動させる振動部と
    を含むことを特徴とする請求項７に記載の映写ディスプレー。
14. 前記変調部は、前記光映写部により生成される光を変調することを特徴とする請求項１に記載の映写ディスプレー。
15. 前記変調部は、前記光映写部により伝達される光を変調することを特徴とする請求項１に記載の映写ディスプレー。
16. 前記光映写部の近傍に配置される筆記手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の映写ディスプレー。
17. 前記筆記手段は、インク式ペンまたは、グラフィックタブレットに用いるスタイラスであることを特徴とする請求項１６に記載の映写ディスプレー。
18. 前記光映写部は、光源および光伝達装置を含み、
    前記発振部は、前記光映写部をＸ方向に振動させる第１の振動部および、前記光映写部をＹ方向に振動させる第２の振動部を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の映写ディスプレー。
19. 前記光映写部の近傍に配置される筆記手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１８に記載の映写ディスプレー。
20. 前記光伝達装置は、光ファイバであり、
    前記第１の振動部は、前記光映写部を４．５ｋＨｚから５ｋＨｚの周波数で振動させ、および
    前記第２の振動部は、前記光映写部を約８０Ｈｚの周波数で振動させる
    ことを特徴とする請求項１９に記載の映写ディスプレー。
21. 第１の色の光を映写する第１の光映写部と、
    前記第１の光映写部から映写される光を変調する第１の変調部と、
    第２の色の光を映写する第２の光映写部と、
    前記第２の光映写部から映写される光を変調する第２の変調部と、
    前記第１の光映写部または前記第２の光映写部から映写される前記光を複数の方向に動かすための少なくとも一つの発振部と
    を備えたことを特徴とする映写ディスプレー。
22. 前記第１の光映写部は、
    第１の光源および、
    第１の光伝達装置
    を含むこと、並びに
    前記第２の光映写部は、
    第２の光源および、
    第２の光伝達装置
    を含むこと
    を特徴とする請求項２１に記載の映写ディスプレー。
23. 前記第１の光伝達装置は、第１の光ファイバを含み、および
    前記第２の光伝達装置は、第２の光ファイバを含む
    ことを特徴とする請求項２２に記載の映写ディスプレー。
24. 前記第１の光ファイバおよび前記第２の光ファイバの双光ファイバは、約４ミリメートルから１２ミリメートルの長さを有することを特徴とする請求項２３に記載の映写ディスプレー。
25. 前記第１の光源および前記第２の光源は、レーザ、発光ダイオード、白熱光および蛍光からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２２に記載の映写ディスプレー。
26. 前記少なくとも一つの発振部は、前記第１の光映写部から映写される前記光および前記第２の光映写部から映写される前記光を、複数の方向に動かすことを特徴とする請求項２２に記載の映写ディスプレー。
27. 前記少なくとも一つの発振部は、前記第１の光映写部および前記第２の光映写部の双光映写部を、第１の方向および第１の方向に直交する第２の方向に動かすことを特徴とする請求項２６に記載の映写ディスプレー。
28. 前記少なくとも一つの発振部は、前記第１の光映写部および前記第２の光映写部の双光映写部をＸ方向に振動する第１の振動部および、前記第１の光映写部および前記第２の光映写部の双光映写部をＹ方向に振動する第２の振動部を含むことを特徴とする請求項２７に記載の映写ディスプレー。
29. 前記少なくとも一つの発振部は、
    前記第１の光映写部および前記第２の光映写部を軸について回転させる回転装置と、
    前記第１の光映写部および前記第２の光映写部の双光映写部を前記軸と遠近方向に振動させる振動部と
    を含むことを特徴とする請求項２７に記載の映写ディスプレー。
30. 前記少なくとも一つの発振部は、前記第１の光映写部から映写される前記光を複数の方向に動かし、および
    前記第２の光映写部から映写される前記光を複数の方向に動かす第２の発振部をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項２２に記載の映写ディスプレー。
31. 前記少なくとも一つの発振部は、
    前記第１の光映写部をＸ方向に振動させる第１の振動部、および
    前記第１の光映写部をＹ方向に振動させる第２の振動部
    を含み、並びに
    前記第２の発信部は、
    前記第２の光映写部をＸ方向に振動させる第３の振動部、および
    前記第２の光映写部をＹ方向に振動させる第４の振動部
    を含む
    ことを特徴とする請求項３０に記載の映写ディスプレー。
32. 前記少なくとも一つの発振部は、
    前記第１の光映写部を第１の軸について回転させる第１の回転装置、および
    前記第１の光映写部を前記第１の軸と遠近方向に振動させる第１の振動部
    を含み、並びに
    前記第２の発信部は、
    前記第２の光映写部を第２の軸について回転させる第２の回転装置、および
    前記第２の光映写部を前記第２の軸と遠近方向に振動させる第２の振動部
    を含む
    ことを特徴とする請求項３０に記載の映写ディスプレー。
33. 前記第１の光映写部および前記第２の光映写部の双光映写部の近傍に配置される筆記手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２１に記載の映写ディスプレー。
34. 前記筆記手段は、インク式ペンまたはグラフィックタブレットに用いるスタイラスであることを特徴とする請求項３３に記載の映写ディスプレー。
35. 光映写部からの光を映写し、
    前記光映写部から映写される前記光を動かし、および
    前記映写される光を、前記光映写部の前記動きと同期して変調する
    ことを特徴とする映像表示方法。
36. 前記映写される光を第１の方向に動かし、他方、前記映写される光を前記第１の方向に直交する第２の方向に動かすことを特徴とする請求項３５に記載の映像表示方法。
37. 前記映写される光を動かすことは、前記光映写部をＹ方向に振動させながら、前記光映写部をＸ方向に振動させることを含むことを特徴とする請求項３６に記載の映像表示方法。
38. 前記映写される光を動かすことは、前記光映写部を軸について回転させる一方で、前記光映写部を前記軸と遠近方向に振動させることを含むことを特徴とする請求項３６に記載の映像表示方法。
39. 前記映写される光を変調することは、前記光映写部により生成される光を変調することを含むことを特徴とする請求項３５に記載の映像表示方法。
40. 前記映写される光を変調することは、前記光映写部により伝達される光を変調することをさらに備えることを特徴とする請求項３５に記載の映像表示方法。

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