JP2012511736A - 調整可能な反射鏡を有する半透過型液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

半透過型液晶ディスプレイ（１００）の反射層（３００）の反射率は調整可能である。この構成において、反射層の反射率及びバックライト（２００）の輝度を周囲光条件の関数として調整することにより表示輝度を最適化できる。これにより、バックライトにおける電力消費を最小限に抑えられる。ディスプレイの反射率（及び透過率）の値を制御できるように、反射層は、検出される周囲光レベルにより判定される制御信号に応答して反射鏡の平面で伸縮自在である複数のマイクロマシン（ＭＥＭＳ）ミラー（３０５）を備える。一実施形態において、各ＬＣＤサブ画素と関連して１つのＭＥＭＳミラーが配置される。ミラーは個別に又はグループごとに制御されてもよいが、すべてのミラーが一体に制御されてもよい。

Description

本発明は、ポータブル電子デバイスのディスプレイに関する。特に、本発明は、ポータブル電子デバイスで使用される半透過（部分的に反射し部分的に透過すること）型液晶ディスプレイに関する。

ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）及びＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などの種々の技術を利用するＦＤＰ（フラットパネルディスプレイ）を備えた電子デバイスは、ここ何年かの間において市場に出回っている。ＦＤＰは以前の陰極線管と比較して優れた鮮鋭度及び詳細度を示すが、ポータブル電子デバイスにおいてはディスプレイの電力消費を減少することが絶えず求められている。ＦＤＰディスプレイの電力消費を増加させる第１の要因は、悪条件の照明の下で使用される場合にディスプレイを照明するために使用されるバックライト機能である。

近年、いわゆるＯＬＥＤ（有機発光ディスプレイ）を使用するディスプレイを有する電子デバイスが市場に現れた。このＯＬＥＤはバックライト機能を不要にすると共に、特別な状況の下ではディスプレイの電力消費の削減も実現できる。しかし、ＯＬＥＤディスプレイはバックライト機能を有するＬＣＤディスプレイより高価であるとともに、時間の経過に伴って色が変化する兆候を示す。従って、おそらく今後もしばらくの間はＬＣＤ系ＦＤＰディスプレイが市場における主要なディスプレイ技術となるだろう。

通常、屋内で見られる低照明条件でＬＣＤディスプレイを使用する場合、高輝度及び高コントラストのディスプレイ、すなわち全透過型ディスプレイが望ましい。その一方で、明るい光の中でも鮮明に見えるディスプレイも望まれている。

これまでこれら２つの矛盾する条件が課されていたため、大半の照明条件の下で満足できる輝度及びコントラストを提供する全透過型ディスプレイと全反射型ディスプレイとの妥協案であるディスプレイが設計開発されてきた。

従って、電子デバイスのディスプレイを選択する場合、そのディスプレイが使用されるべき場所の照明条件に応じてディスプレイの種類が決められていた。

ハンドヘルド電子デバイスが使用される場所ではあらゆる照明条件が起こりうる。従って、すべての照明条件に対して適切な輝度及びコントラストを提供するポータブル電子デバイスのディスプレイを開発することが必要とされる。

本発明の１つの態様によれば、ポータブル電子デバイスのディスプレイであって、ディスプレイに情報を提示するように構成された液晶層と、液晶層に供給される光の量を調整する照明システムと、液晶層の下方の反射層とを備え、ディスプレイを通過し且つ反射層により反射される周囲光の量を調整可能であるように反射層の反射率が調整可能であるディスプレイにより、上記の必要性は満たされる。

反射率を調整可能な反射層を使用することの利点は、十分に明るい照明条件の下では高い反射率を実現可能であり且つ低照明条件でディスプレイが使用される場合はディスプレイの低反射率（又は高透過率）を実現可能なことである。これにより、十分に明るい照明条件の下では、ディスプレイの可読性をほとんど損なうことなく、バックライトシステムにより消費される貴重なバッテリ時間を節約できる。更に、低照明条件であってもディスプレイの高い可読性は実現される。

本発明に係るディスプレイの一実施形態において、反射層の反射率は電気的に調整可能であってもよい。特に、反射層は、第１の制御信号を介して位置を制御することにより反射率を電気的に調整可能である複数のミラーを含んでもよい。

更なる実施形態によれば、本発明に係るディスプレイは、ディスプレイに入射する周囲光のレベルを検出する光センサを備え、この光センサは、検出される周囲光レベルに第１の制御信号が依存するように前記周囲光レベルを検出すてもよい。これにより、ディスプレイの反射率は自動的に調整されてもよい。

しかし、ディスプレイの更なる実施形態において、反射層の反射率に影響する第１の制御信号はユーザにより制御されてもよい。更に、照明システムにより液晶層に供給される光の量は、第１の制御信号に依存する第２の制御信号により制御されてもよい。

本発明に係るディスプレイの更に別の実施形態において、反射層は液晶層と照明システムとの間に配置されてもよい。また、液晶層及び照明システムは互いに平行な平面にそれぞれ配置され、これにより、反射層は液晶層及び照明システムの平面と平行な第１の平面に配置されてもよい。

反射層が複数のミラーを含むディスプレイの実施形態の第１の変形例において、ミラーは第１の位置と少なくとも１つの第２の位置との間で第１の平面の方向に伸縮自在であってもよい。第１の位置はミラーの完全縮小位置であってもよく且つ少なくとも１つの第２の位置はミラーの完全延伸位置であってもよい。

反射層が複数のミラーを含むディスプレイの実施形態の第２の変形例において、ミラーは第１の位置と少なくとも１つの第２の位置との間で第１の平面の方向に展開可能であってもよい。この場合、第１の位置はミラーの完全折りたたみ位置であってもよく且つ少なくとも１つの第２の位置はミラーの完全展開位置であってもよい。

反射層の各ミラーは、ミラーを第１の位置と少なくとも１つの第２の位置との間で移動するように構成されたＭＥＭＳ（マイクロマシン）エンジンにより制御されてもよい。

しかし、反射層は、液晶層及び照明システムと平行な第１の平面に配置された複数の電気的に制御可能な偏光素子を含んでもよい。偏光素子は、偏光素子を第１の平面内の第１の位置と少なくとも１つの第２の位置との間で移動するように構成されたＭＥＭＳエンジンにより制御されてもよい。このようにして、１つのＭＥＭＳエンジンにより２つ以上のミラー又は複数群のミラーが制御されてもよい。

本発明の別の態様は、ディスプレイに情報を提示するように構成された液晶層を有するディスプレイと、液晶層を通過する光の量を調整する照明システムとを備えるポータブル電子デバイスに関する。ポータブル電子デバイスは、第２の制御信号によって照明システムを制御するように構成された制御装置を更に備え、ポータブル電子デバイスのディスプレイは液晶層の下方に反射層を更に備え、反射層の反射率は第１の制御信号を介して制御装置により電気的に制御可能である。これにより、あらゆる照明条件の下でポータブル電子デバイスはユーザが読みやすい表示を提供する。

ポータブル電子デバイスの一実施形態において、ポータブル電子デバイスは、ディスプレイに入射する周囲光の量を検出するように構成された光センサを備える。

更なる実施形態において、ポータブル電子デバイスは、光センサにより検出された周囲光の量を１つ以上の閾値と比較し且つ第１の制御信号を反射層へ送信することを制御装置に命令するように構成された処理装置を備えてもよい。また、処理装置は、第１の制御信号に依存する第２の制御信号を照明システムへ送信することを制御装置に命令するように更に構成されてもよい。このように、ディスプレイの反射層の反射率を変更する第１の制御信号は、ディスプレイのバックライトシステムにより発生される光の輝度を変更させてもよく、その場合、反射率が高ければバックライトシステムの光輝度値は減少される。

本発明の更に別の態様は、ポータブル電子デバイスのフラットパネルディスプレイの反射率を制御する方法であって、フラットパネルディスプレイに入射する周囲光のレベルを示す入力信号を受信するステップと；受信された入力信号を異なる照明条件を示す１つ以上の閾値と比較するステップと；比較に応じて第１の制御信号をフラットパネルディスプレイの反射層へ送信するステップと；第１の制御信号によってフラットパネルディスプレイの反射層の反射率を制御するステップとから成る方法に関する。

更に、本発明の別の態様は、電子ディスプレイにおいて反射層の反射率を制御するコンピュータプログラムであって、先に説明した方法ステップを実行するための命令セットを含むコンピュータプログラムに関する。

添付の図面を参照して以下の詳細な説明を検討することにより本発明は更によく理解されるだろう。

本発明の一実施形態に係る反射層を備えたディスプレイを示す図である。 本発明の一実施形態に係るディスプレイを使用するポータブル電子デバイスを示す図である。 本発明に係る反射層の一実施形態を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳ画素層の１つの変形例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＥＭＳ画素層の別の変形例を示す図である。 本発明に係る方法の一実施形態を示す図である。詳細な説明

図１は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ（マイクロマシン）画素層を備えるディスプレイ１００を示す。図１に示される実施形態はポータブル電子デバイスで使用される標準的なＬＣＤディスプレイに関する。しかし、ＬＣＤディスプレイに関連する本発明の使用は単なる例であり、本発明がこの用途のみに限定されると考えるべきではない。実際には、本発明は、バックライト機能を有し且つ表示面に画像を投影するために制御信号を使用する他のあらゆる表示技術と組み合わせて使用されてもよい。

従って、本発明は、ディスプレイを照明するためにバックライトシステムを使用するＬＣＤ、ＰＤＰ及び他の技術を利用するディスプレイに関連して使用されてもよい。

図１からわかるように、本発明に係るディスプレイは、互いに積層された複数の層を含む。尚、図１のディスプレイは縮尺どおりには示されていない。すなわち、種々の層の厚さは現実に使用されているディスプレイの例に厳密に対応しない場合もある。

本発明に係るディスプレイは、上から順に上側偏光子１１０と、第１のリタデーション膜１２１及び第２のリタデーション膜１２２と、散乱膜１３０と、上側ガラス１４０と、列電極１５０と、液晶層１６０と、行電極１７０と、上部被膜１８０と、カラーフィルタとを含む。図中の符号１１０〜１９０により示される構成要素は公知である。従って、それらの構成要素については簡単に説明する。

ディスプレイ１００は層１１０〜１９０の下方にＭＥＭＳ画素層３００を更に含む。

更に、図１のディスプレイ１００は下側ガラス１４２と、第３のリタデーション膜１２３と、下側偏光子１１２と、バックライトシステム２００とを含む。ＭＥＭＳ画素層の下方の層１４２、１２３、１１２及び２００は公知の技術である。

基本的なＬＣＤ技術では周知であるように、上側偏光子１１０及び下側偏光子１１２は通常互いに垂直に配置されるので、上側偏光子１１０を通過した光は下側偏光子１１２により阻止される。更に、リタデーション膜１２１、１２２、１２３の機能は、液晶層１６０を通過した光から楕円偏光成分を除去することによりディスプレイに白黒の色を与えることである。光が液晶層１６０を通過するとき、液晶層１６０の内部ねじれ分子構造によってそのような楕円偏光成分が発生する。

散乱膜１３０に関して説明すると、散乱膜１３０の役割は、ＬＣＤディスプレイの視角を拡大するために、下側偏光子１１２を通過した光が上側ガラス層１４０を通過する間に光を散乱させることである。

更に、上側ガラス層１４０及び下側ガラス層１４２の役割は、液晶層１６０を保護すると同時に、バックライトシステム２００からの光が妨害されずに液晶層１６０を通過できるように透明度を確保することである。

ディスプレイ１００は列電極１５０及び行電極１７０の層を更に備え、それらの電極の面は液晶層と接触している。電極に電圧が印加されると、通常はねじれている液晶分子の螺旋構造が変化し、その結果、分子は電界と平行に整列する。電界の強度によって決まる「ねじれ戻し」の程度に応じて、上側偏光子１１０、液晶層１６０を通過する光は２つの偏光子１１０、１１２を通過する際多少影響を受ける。この効果と光が通過するカラーフィルタ１９０の効果との組み合わせによって、カラーフィルタ１９０に含まれるサブ画素の色である赤、緑及び青の色に種々の微妙な差異が生まれる。このようなカラーフィルタ１９０の色の差異は、種々のパターンが描かれたカラーフィルタ１９０中の３つの矩形により概略的に示される。

上述の各層１１０〜１９０及び２００の機能は当業者に十分知られているので、それらの層の更に詳細な説明は不要である。

本発明に係るディスプレイ１００と従来のＬＣＤディスプレイとの相違点は、複数のＭＥＭＳミラー、すなわち静電力又はマイクロメートルサイズの電動機により位置を変更できるマイクロメートルサイズのミラーを含むＭＥＭＳ画素層３００の存在である。

尚、ＭＥＭＳ画素層３００の各ＭＥＭＳミラーはＬＣＤディスプレイ１００の１つのサブ画素に対応する。また、ＭＥＭＳ画素層３００の各ＭＥＭＳミラーは個別の電気制御信号により制御されてもよいが、ＭＥＭＳミラーはグループごとに又はすべて同時に１つの共通制御信号により制御されてもよい。

図１の実施例からわかるように、ＭＥＭＳ画素層３００はカラーフィルタ１９０と下側ガラス１４２との間に配置される。しかし、他の実施形態において、ＭＥＭＳ画素層はバックライトシステム２００とカラーフィルタ１９０との間の任意の位置に配置されてもよい。カラーフィルタ１９０の下方にＭＥＭＳ画素層３００を配置することにより、バックライトシステム２００からの光又はＭＥＭＳ画素層より上に位置する層を通過した入射光は確実に着色光として表示される。

ＭＥＭＳ画素層の主な利点の１つは、上側偏光子１１０、液晶層１６０及びカラーフィルタ１９０を通過した周囲光又は入射光からＭＥＭＳミラーにより反射される光の量を制御可能なことである。これは、ＭＥＭＳミラーの位置を垂直位置から水平位置に変更するため又はＭＥＭＳ画素層の平面内の１つの水平位置から別の水平位置へ変更するために静電力又はマイクロメートルサイズの電動機を使用することにより実現可能である。

このようにしてディスプレイ１００の反射率を有効に制御可能である。

このことは図３で更に詳細に説明される。

ＭＥＭＳミラーを含むＭＥＭＳ画素層の別の利点は、バックライトシステム２００から下側偏光子１１２、カラーフィルタ１９０、液晶層１６０及び上側偏光子１１０を通過する光の量を制御可能なことである。従って、ＭＥＭＳ画素層３００はディスプレイ１００の透過率に影響を与えることができる。ディスプレイの透過率と反射率とは互いに依存しているので、ＭＥＭＳ画素層３００が光を反射させるような照明条件の下では、その反射の程度に応じてバックライト機能は低減されてもよい。

尚、周囲の照明条件に反射率を適合させることが可能なＭＥＭＳ画素層の使用は本発明の単なる一実施形態にすぎない。ＮＥＭＳ（超微細構造）ミラーを含む層を使用すること又は電気信号によって反射率を変更可能である物質を含む層を使用することも同等に可能だろう。重要な点は、周囲の照明条件に適合可能な反射率を有する反射層を使用するということである。

図２は、図１のディスプレイ１００を使用するポータブル電子デバイス１０５を示す概略図である。

図からわかるように、ポータブル電子デバイスは、液晶層ＬＤＬ、反射層ＲＬ及びバックライトシステムＢＬを有するディスプレイ１００を備える。図１から明らかなように、ディスプレイ１００はこの３つの層以外にも層を含むが、無用な繰り返しを避けて読みやすくするためにその他の層は図から省略されている。ディスプレイ１００の３つの層はそれぞれ制御装置ＣＵに接続される。制御装置の主な機能は、ディスプレイ１００において図形及びテキストを可視化するためにディスプレイ１００へ制御信号を送信することである。先に図１に関して説明したように、それらの制御信号のうち１つは、液晶層ＬＤＬの上下に配置された列電極及び行電極に印加される電圧の形態をとり且つ液晶層ＬＣＬの分子を電極間の電界に沿って再整列させるＬＣＬ制御信号であってもよい。先に説明した上側偏光子及び下側偏光子と共に、表示面には多少の陰影領域が形成される。更に、制御装置ＣＵは、ＬＣＬを通過した光及びディスプレイ外の周囲から入射する光を反射層ＲＬによりある割合で反射させると同時にバックライトシステムＢＬＳからの光をある割合で透過させるために電圧又は電流の形態の第１の制御信号を反射層ＲＬへ送信するように構成される。また、制御装置ＣＵは、バックライトシステムＢＬＳにより発生される光の量を第２の制御信号によって制御するように構成される。反射層ＲＬの反射率の変化がバックライトシステムＢＬＳにより発生される光の輝度に影響を及ぼすように、第２の制御信号を第１の制御信号に依存させることができる。従って、例えば第１の制御信号が輝度を５０％に増加することを反射層に命令した場合、第２の制御信号は同時にバックライトシステムＢＬＳの光の輝度を５０％減少することをバックライトシステムＢＬＳに命令してもよい。別の例を挙げると、制御信号が反射率を１００％に増加することを反射層ＲＬに命令した場合、第２の制御信号はバックライトシステムＢＬＳを切り換えてもよい。

更に、ポータブル電子デバイス１０５は中央処理装置ＣＰＵを備える。中央処理装置ＣＰＵは、どのポータブル電子デバイスにおいても処理装置により通常実行されるタスクの中で、光センサＬＳからの入力信号を受信し且つその入力信号を対応する光輝度値に変換するように構成される。この光輝度値はディスプレイ１００に入射する光の量に相当する。電子デバイスの本実施形態において、光センサＬＳは表示領域の外側に配置される。しかし、光センサをディスプレイ１００の中に配置することも容易に可能だろう。

処理装置ＣＰＵは、変換された入力信号を電子デバイスの周囲で起こると思われる種々の照明条件を示す１つ以上の閾値と比較するように構成される。変換入力信号と１つ以上の閾値との比較から判定される照明条件に応じて、上記の比較ステップにおいて判定された照明条件に合わせて反射層ＲＬにより反射率を調整させ且つ反射層ＲＬの反射率に応じてバックライトシステムＢＬＳにより光輝度を調整させるために、処理装置ＣＰＵは、第１の制御信号及び場合によっては第２の制御信号をディスプレイ１００へ送信することを制御装置ＣＵに命令してもよい。

更に、ポータブル電子デバイス１０５は、１つ以上の移動通信網又は無線通信網において通信するように構成された送信機／受信機の組み合わせＴｘ／Ｒｘを更に備えてもよい。無線通信機能を有するポータブル電子デバイスは既知であるので、受信機／送信機の組み合わせＴｘ／Ｒｘについては詳細に説明しない。

図３は、本発明に係るＭＥＭＳ画素層のＭＥＭＳミラー３０５の一実施形態を示す。

この場合、１つのＭＥＭＳミラー３０５が図１のディスプレイの１つのサブ画素に対応すると仮定する。更に、図２のＭＥＭＳミラー３０５は初期位置３１０から半延伸位置３２０及び全延伸位置３３０に向かって延伸されてもよい。同様に、ＭＥＭＳミラー３０５は位置３１０〜３３０のいずれかから以前の位置３１０、３１０の１つに向かって縮小されてもよい。

初期位置３１０は、バックライトシステムからのほぼすべての光が図２のＭＥＭＳ画素層を通過して表示面に到達する図１のディスプレイのほぼ１００％透過状態を表してもよいが、ＭＥＭＳミラー３０５の第２の半延伸位置３２０は、ディスプレイがほぼ５０％の光を透過し且つほぼ５０％の光を反射するような状況を発生する。従って、ディスプレイに入射し、ディスプレイの各層を通過してＭＥＭＳ画素層に到達した光の約５０％はＭＥＭＳ画素層により反射される。

更に、ＭＥＭＳミラー３０５の第３の全延伸位置３３０ではほぼすべての光がＭＥＭＳ画素層３００を通過できないので、ディスプレイは全反射型になる。この場合、ディスプレイに入射したほぼすべての光はＭＥＭＳ画素層により反射される。

第１の変形例において、ＭＥＭＳミラー３０５は扇のように折りたたみ可能又は展開可能であるが、第２の変形例においては、ＭＥＭＳミラー３０５は互いに積み重ねられた２つ以上のＭＥＭＳミラーを含んでもよいことをここで付け加えておいてもよい。第２の変形例の場合、最上部のミラーは不動であるが、最上部のミラーの下に位置するミラーは最上部のミラーが位置する平面と平行に伸縮自在に移動可能である。

この構成は図４及び図５に詳細に示される。

本実施形態においても同様に、各ＭＥＭＳミラーは、電気制御信号によりＭＥＭＳミラー３０５の移動を制御する機能を有する専用のＭＥＭＳエンジン３００を備えると仮定する。しかし、先に述べたように、１つのＭＥＭＳエンジン３００により２つ以上のＭＥＭＳミラー３０５が制御されてもよい。電気制御信号は、折りたたみ式ミラー３０５を静電力により又はマイクロメートルサイズの電動機により展開させてもよい。また、電気制御信号により展開が開始されるのであれば、折りたたみ式ミラーの展開は他の任意の適切な手段により実行されてもよい。

更に、電気制御信号は、検出される周囲光のレベル又は図１のディスプレイに入射する入射光のレベルに従って発生されてもよい。ＭＥＭＳミラーの動きを制御する機構は以下に図６を参照して更に詳細に説明される。

図４は、図１のＭＥＭＳ画素層で使用されるＭＥＭＳミラーの１つの変形例を示す。

図４からわかるように、本変形例のＭＥＭＳミラーは、図４の左側に示される初期位置３１０で折りたたまれている４つのサブＭＥＭＳミラーを含む。この初期位置３１０にあるとき、図１のディスプレイの透過率はほぼ１００％である。中央の半展開位置では、ＭＥＭＳミラーは半分展開されているので、ディスプレイの透過率はほぼ５０％になり且つ反射率もほぼ５０％になる。この場合、バックライトシステムの出力は５０％低減されてもよい。全展開位置３３０では、ＭＥＭＳミラーは１００％の反射率を示すので、ディスプレイを通ってＭＥＭＳ画素層まで到達したすべての光を反射する。同時に、図１のバックライトシステムからの光はほぼすべてＭＥＭＳ画素層を通過しない。従って、展開ミラー位置３３０にある場合、バックライトを安全にスイッチオフ可能である。このように、図４に示される折りたたみ式ミラーを含むＭＥＭＳ画素層はポータブル電子デバイスにおいて貴重なバッテリ電力を節約できる。

更に、図４の水平線は、折りたたまれた状態のミラーが位置する平面を示す。図４のミラーが展開されるのは、この平面と平行な方向である。尚、図４の平面は、図１に示されるディスプレイのその他の層が配置されている平面とも平行である。

図４のＭＥＭＳミラーの折りたたみ及び展開に関して、それらの動作は、例えば、折りたたまれた状態のミラーを位置３１０から位置３２０及び３３０へ移動させる静電アクチュエータによって実現されてもよい。実現可能な別の方法は、折りたたまれた状態のミラーが位置する平面と平行な方向に運動するピストンによってミラーを離間させることができるマイクロメートルサイズの電動機により図４の折りたたみ式ミラーを延伸させるという方法である。ミラーを動作させる機構は当業者には十分に知られていると考えられるので、ここでは動作機構を詳細に説明しない。図４のＭＥＭＳミラーの回動の中心である点３２２、３２４及び３２６においてミラーが互いに接続されてもよいことを述べておくだけで十分である。このようにして、ＭＥＭＳミラーを位置３１０まで折りたたみ且つ位置３２０及び３３０まで展開させることができる。

図５は、図１のＭＥＭＳミラー層を構成するＭＥＭＳミラーの別の実施形態を示す。この場合、ＭＥＭＳミラーは扇のように折りたたまれるのではなく、図示されるように互いに積み重ねられ且つ伸縮自在に動く。

すべてのミラーが平行であり且つ互いに積み重ねられている折りたたみ位置３１０から開始し、ＭＥＭＳミラーは半延伸位置３２０及び全延伸位置３３０まで滑り出すように延伸されてもよい。図５のＭＥＭＳミラーの反射率の変化は図４のＭＥＭＳミラーの場合と同じように機能するので、ここでは詳細な説明を省略する。

また、ＭＥＭＳミラーの伸縮は静電アクチュエータにより又はミラーを離間させる電動機により実現されてもよい。

図４に関して説明したＭＥＭＳミラーの変形例と図５に関して説明した変形例との主な相違点の１つは、図４の変形例を使用した場合、図１のＭＥＭＳミラー層の厚さが図５の変形例と比較して幾分厚くなるだろうということである。その一方で、図４の変形例は図５の変形例と比較して技術的に容易に実現可能だろう。

ＭＥＭＳ画素層の平面と平行な方向にＭＥＭＳミラーを伸縮運動させる方法の１つは、各ミラーを顕微レール上に配列することであってもよい。その場合、静電アクチュエータを使用することにより、ミラーは折りたたみ位置３１０から全延伸位置３３０まで移動されてもよい。

図６は、本発明に係る方法の一実施形態を示す。本実施形態において、電子デバイスのディスプレイのＭＥＭＳ層の反射率は、電子デバイスの光センサで受信される入力信号に従って調整される。

ステップ４００において、本発明に係るディスプレイを備えるポータブル電子デバイスは、周囲光のレベル又はデバイスのディスプレイに入射する光のレベルを示す入力信号を受信する。この光センサはディスプレイの付近に配置されてもよいが、表示面自体に配置されてもよい。この場合、光センサを配置可能な位置の１つはディスプレイのほぼ中央だろう。

ステップ４０５において、電子デバイスの処理装置は、受信された光センサ信号から対応する光レベルを計算する。この計算値はディスプレイに入射する光のレベルに対応する。更に、ステップ４０５において、検出された光レベルはいくつかの閾値と比較される。

ステップ４０５において、光レベルは第１の閾値Ａより低いことを処理装置が検出した場合、ステップ４１０において、ディスプレイを全透過モードに切り替えるためにディスプレイへ制御信号を送出することを制御装置は命令される。第１の閾値Ａは、弱い白熱光照明のような低照明レベル条件に対応するように設定されてもよい。Ａは例えば０〜５００ｌｕｘの範囲内の任意の値に設定されてもよいだろう。

ＭＥＭＳ画素層のＭＥＭＳミラーを図２に示されるような折りたたみ位置に戻すようにＭＥＭＳミラーへ第１のミラー制御信号を送出すること及びディスプレイのバックライト機能をスイッチオンすることを制御装置に命令するためにディスプレイのバックライト機能へ第２のバックライト制御信号を送出することにより、上記の変化が実現されてもよい。しかし、バックライト機能は全出力に切り換えられてもよく、あるいは計算された光レベルに依存してもよい。周知のように、迷光しか存在しない場合のような非常に低レベルの照明条件の下では、バックライト機能が低出力で機能していても人間の目はディスプレイを完全に読み取り可能であると認知できる。

しかし、ステップ４０５において、計算された光レベルは第１の閾値Ａ以上であり且つ第２の閾値Ｂより低いと処理装置が判定した場合、ステップ４２０において、処理装置はＭＥＭＳミラーへ第２のミラー制御信号を送出することを制御装置に命令する。第２のミラー制御信号によって、ＭＥＭＳ画素層のＭＥＭＳミラーは、低反射率の半透過モードに対応する位置まで展開するように命令される。この場合、ＭＥＭＳ画素層の反射率は例えば１０％であり且つディスプレイの透過率は９０％である。これに関連して、制御装置は、使用される出力の量を最大出力値から１０％だけ減少することを第２のバックライト制御信号によってバックライトシステムに更に命令してもよい。

第２の閾値Ｂは、ステップ４１０の場合より幾分高い輝度を有する白熱光又は他の種類の光を含む低照明条件に対応してもよい。Ｂは例えば７００〜１，０００ｌｕｘの範囲内の値に設定されてもよい。

これに対し、ステップ４０５において、計算された光レベルは第２の閾値Ｂ以上であるが、第３の閾値Ｃより低いと処理装置が判定した場合、中間反射率を有する半透過モードの位置までＭＥＭＳミラーを展開させることを命令するために、処理装置はＭＥＭＳミラーへ第３のミラー制御信号を送信することを制御装置に命令する。この場合、例えばディスプレイは５０％の透過率及び５０％の反射率を示す。これは図２のＭＥＭＳミラーの半展開位置に対応するだろう。

第３の閾値Ｃは、強い白熱光又は他の人工照明を伴う屋内照明条件、あるいは曇天の日中の屋外照明条件に対応するように設定されてもよい。従って、Ｃは７，０００〜１０，０００ｌｕｘの範囲内の値に設定されてもよい。

同時に、制御装置は、バックライト機能の出力を例えば５０％減少することを命令する第３のバックライト制御信号を送信してもよい。これにより、本発明に係るディスプレイを使用するポータブル電子デバイスにおいて貴重なバッテリ時間を相当に節約できるだろう。

更に、ステップ４０５において、光センサ信号から計算された光レベルは第３の閾値Ｃより高いが、第４の閾値Ｄより低いと処理装置が判定した場合、ステップ４４０において、処理装置はＭＥＭＳミラーへ第４のミラー制御信号を送信することを制御装置に命令してもよい。

この第４のミラー制御信号は、ディスプレイが８０％の反射率及び２０％の透過率を示すようにＭＥＭＳミラーを半透過モードに更に大きく展開させるという効果を有する。

このような第４の閾値Ｄは、ディスプレイに太陽光が入射していない若干曇った日中の屋外照明条件に対応するように設定されてもよい。このような場合、Ｄは３０，０００〜７０，０００ｌｕｘの範囲内の値に設定されてもよい。

この場合にも、ポータブル電子デバイスのバッテリ時間を相当に節約できるように、制御装置は、バックライトシステムの出力を８０％減少することを命令する第４のバックライト制御信号をバックライトシステムへ送信してもよい。

最後に、ステップ４０５において、計算された光レベルは第４の閾値Ｄより高いことを処理装置が検出した場合、ステップ４５０において、処理装置は、ＭＥＭＳ画素層のＭＥＭＳミラーへ第５のミラー制御信号を送信することを制御装置に命令する。これにより、ＭＥＭＳミラーは完全に展開され、全反射モードに設定される。このような場合、ディスプレイの反射率は１００％であり且つ透過率はほぼ０である。

この状況はディスプレイに太陽光が入射している場合に相当してもよい。

これに加えて、ステップ４１０〜４５０においてＭＥＭＳミラーへ制御信号を送出する前に処理装置がＭＥＭＳ画素層のＭＥＭＳミラーの状態（折りたたまれた状態又は展開された状態）を検査してもよい。この検査を利用して、処理装置は、ステップ４１０及び４０５において制御信号を送出することを制御装置に命令すべきか否かを判定してもよい。ディスプレイを１００％透過モードにすべき場合にＭＥＭＳミラーが既に完全に折りたたまれていること又はディスプレイが全反射モードに設定されるべき場合にＭＥＭＳミラーが完全に延伸してしまっていることも起こりうる。この２つの状況では、第１のミラー制御信号又は第５のミラー制御信号を送出する必要はない。また、ＭＥＭＳミラーが既にある程度延伸している場合、制御装置により送出されるミラー制御信号は、必要とされる反射率を実現する位置までＭＥＭＳミラーを戻すことを命令してもよい。

更に、図６に関して説明された方法は、必要に応じて状況４１０及び４５０のみ、すなわち反射層の反射率が０％である全透過型ディスプレイを実現する状況又は反射層の反射率が１００％である全反射型ディスプレイを実現する状況のみに限定されてもよい。

更に、図６に関して説明された本発明に係る方法の実施形態は、方法ステップ４００〜４５０を実行する命令セットを含むコンピュータプログラムにより実現されるのに特に適することを指摘しておいてもよい。

尚、上記の実施形態は本発明の特定の実施例を示すが、本発明の精神及び範囲は添付の請求の範囲によってのみ最終的に限定される。

Claims (21)

1. ディスプレイ（１００）に情報を提示するように構成された液晶層（１６０）と、
   前記液晶層（１６０）に供給される光の量を調整する照明システム（２００）とを備えるポータブル電子デバイス（１０５）のディスプレイ（１００）であって、
   前記ディスプレイ（１００）は、前記液晶層（１６０）の下方に反射層（３００）を更に備え、前記ディスプレイ（１００）を通過し且つ前記反射層（３００）により反射される周囲光の量を調整可能であるように前記反射層（３００）の反射率が調整可能であることを特徴とするディスプレイ（１００）。
2. 前記反射層（３００）の前記反射率は電気的に調整可能である請求項１記載のディスプレイ（１００）。
3. 前記反射層（３００）は、複数のミラー（３０５）を備え、前記複数のミラー（３０５）の反射率は、第１の制御信号を介して前記複数のミラー（３０５）の位置を制御することにより電気的に調整可能である請求項２記載のディスプレイ（１００）。
4. 前記ディスプレイ（１００）に入射する前記周囲光のレベルを検出する光センサを更に備え、前記光センサは、検出される前記周囲光レベルに前記第１の制御信号が依存するように前記周囲光レベルを検出する請求項１から３のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
5. 前記第１の制御信号はユーザにより制御される請求項１から４のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
6. 前記照明システム（２００）により前記液晶層（１６０）に供給される光の量は、前記第１の制御信号に依存する第２の制御信号により制御される請求項１から５のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
7. 前記反射層は、前記液晶層（１６０）と前記照明システム（２００）との間に配置されている請求項１から６のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
8. 前記液晶層（１６０）及び前記照明システム（２００）は、互いに平行な平面にそれぞれ配置され、前記反射層（３００）は、前記液晶層（１６０）及び前記照明システム（２００）の前記平面と平行な第１の平面に配置されている請求項１から７のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
9. 前記ミラー（３０５）は、第１の位置（３１０）と少なくとも１つの第２の位置（３２０、３３０）との間で前記第１の平面の方向に伸縮自在である請求項３から８のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
10. 前記第１の位置（３１０）は完全縮小位置であり且つ前記少なくとも１つの第２の位置（３３０）は完全延伸位置である請求項９に記載のディスプレイ（１００）。
11. 前記ミラー（３０５）は第１の位置（３１０）と少なくとも１つの第２の位置（３２０、３３０）との間で前記第１の平面の方向に展開可能である請求項３から８のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
12. 前記第１の位置は完全折りたたみ位置（３１０）であり且つ前記少なくとも１つの第２の位置は完全展開位置（３３０）である請求項９記載のディスプレイ（１００）。
13. 前記ミラー（３０５）を前記第１の位置（３１０）と前記少なくとも１つの第２の位置（３２０、３３０）との間で移動するように構成されたＭＥＭＳ（マイクロマシン）エンジンにより各ミラー（３０５）が制御される請求項３から１０のいずれか１項に記載のディスプレイ（１００）。
14. 前記反射層（３００）は、前記液晶層（１６０）及び前記照明システム（２００）と平行な第１の平面に配置された複数の電気的に制御可能な偏光素子を備える請求項１記載のディスプレイ（１００）。
15. 前記偏光素子は、前記偏光素子を前記第１の平面内の第１の位置と第２の位置との間で移動するように構成されたＭＥＭＳエンジンにより制御される請求項１２記載のディスプレイ（１００）。
16. ディスプレイ（１００）に情報を提示するように構成された液晶層（ＬＣＬ）を備える当該ディスプレイ（１００）と、
    前記液晶層（ＬＣＬ)を通過する光の量を調整する照明システム（ＢＬＳ）と、
    第２の制御信号によって前記照明システム（ＢＬＳ）を制御するように構成された制御装置（ＣＵ）とを備え、
    前記ディスプレイ（１００）は前記液晶層（ＬＣＬ）の下方に反射層（ＲＬ）を更に備え、前記反射層（ＣＬ）の反射率が前記制御装置（ＣＵ）により第１の制御信号を介して電気的に制御可能であるポータブル電子デバイス（１０５）。
17. 前記ポータブル電子デバイス（１０５）は、前記ディスプレイ（１００）に入射する周囲光の量を検出するように構成された光センサ（ＬＳ）を更に備える請求項１７に記載のポータブル電子デバイス。
18. 前記光センサ（ＬＳ）により検出された周囲光の量を１つ以上の閾値と比較し且つ第１の制御信号を前記反射層（ＲＬ）へ送信することを前記制御装置（ＣＵ）に命令するように構成された処理装置（ＣＰＵ）を更に備える請求項１６又は１７に記載のポータブル電子デバイス。
19. 前記処理装置（ＣＰＵ）は、前記第１の制御信号に依存する第２の制御信号を前記照明システム（ＢＬＳ）へ送信するように前記制御装置（ＣＵ）に命令するように更に構成される請求項１６から１８のいずれか１項に記載のポータブル電子デバイス。
20. ポータブル電子デバイスのフラットパネルディスプレイの反射率を制御する方法であって、
    前記フラットパネルディスプレイに入射する周囲光のレベルを示す入力信号を受信するステップと、
    受信された前記入力信号を異なる照明条件を示す１つ以上の閾値と比較するステップと、
    前記比較に応じて第１の制御信号を前記フラットパネルディスプレイの反射層へ送信するステップと、
    前記第１の制御信号によって前記フラットパネルディスプレイの前記反射層の反射率を制御するステップとを含む方法。
21. ポータブル電子デバイスのフラットパネルディスプレイの反射率を制御するためのコンピュータプログラムであって、
    前記フラットパネルに入射する周囲光のレベルを示す入力信号を受信し、
    受信された前記入力信号を異なる照明条件を示す１つ以上の閾値と比較し、
    前記比較に応じた第１の制御信号を前記フラットパネルディスプレイの反射層へ送信し、
    前記第１の制御信号によって前記フラットパネルディスプレイの前記反射層の反射率を制御する、
    ための命令セットを含むコンピュータプログラム。

Images