JP4713699B2 - 復号器システム - Google Patents
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Description
本発明は、復号器システムおよびそのようなシステムを製造する方法に関するものである。
復号システムは、各々が電気的に制御可能なエレメントのそれぞれの線にそって延伸する一連の概ね平行な電極、および、駆動信号を受け取ってそれらを電極に供給する一連の駆動線を備える電気的に制御可能なエレメントのアレイに関する電極配置と共に使用される。電気的に制御可能なアレイ装置は、電極が相互に交差するように配置される第1および第2の電極配置、および、各々が上記第1の配置の電極の1つと上記第2の配置の電極の1つの交差位置に配置される複数の電気的に制御可能なエレメントのアレイを含むものとして提供される。電気的に制御可能なエレメントは、例えば、第1と第2の電極配置の電極にはさまれた材料の層のそれぞれの部分によって提供されることができる。電気的に制御可能なエレメントは、複数の安定状態を持ち、例えば、双安定強誘電液晶材料によって形成される。装置は液晶表示パネルを形成することができる。
背景技術
このような電極配置は既知のものであり、図1には、そのような電極配置のペアを持つ従来技術の強誘電液晶表示パネルが例示されている。表示パネル10は、上側および下側のガラス板12、14を含み、それらガラス板の間に強誘電液晶材料層がはさみ込まれている。ガラス板12、14の少なくとも1つは平面極性化フィルタとしての役目をはたすか、あるいは、極性化層がそれに適用されている。下側のガラス板12の表面は、左から右方向に向けられた一連の細長い行電極16で形成され、上側のガラス板14の表面は、上から下方向に向けられた一連の細長い列電極16で形成されている。電極は、透明であり、例えば、インジウムすず酸化物(Indium-tin-oxide以下略してITOと呼ぶ)で形成される。液晶材料と接触する表面は、液晶材料の分子を整列させるように処理される。行電極16と列電極18の各交点における液晶材料部分が表示装置のそれぞれのピクセルを提供する。強誘電液晶材料の場合、各交点において、しきい値レベルVT+より大きい値を持つ電位差がその交点における電極16、18の間で十分な時間適用されると、材料は、既にその状態になっていなければ、第1の状態に変わり、もしも電界が反対極性のしきい値VT-を上回る値を持つ電界が電極16、18の間で十分な時間適用されると、材料は、既にその状態になっていなければ、第2の状態に変わる。クリスタルの光に対する極性化効果は、第1と第2の状態で異なっていて、ガラス板12、14の極性化効果との組み合わせによって、ピクセルが状態の1つにおいて黒に、一方の状態において透明(以下これを″白″と呼ぶことにする)に見える。
行電極16の各々は行駆動機構20の対応する出力に接続され、列電極18の各々は列駆動機構22の対応する出力に接続されている。行および列駆動機構20、22は、マイクロプロセッサのようなコントローラ24によって制御される。行および列駆動機構20、22は、各々、それぞれの電極16、18に電圧を適用して、表示パネル10上にイメージを形成し必要に応じてイメージを変更するために必要とされる状態にピクセルを切り替える。種々の駆動方式が当業界において周知である。例えば、1つの方式において、VC1-VR1<VT-として、列駆動機構22によってすべての列電極18に電圧VC1が適用され、行駆動機構20によってすべての行電極16に電圧Vr1が適用されると、この結果表示装置10は行毎に白に消去される。次に、VC2-VR2>VT+として、電圧VR2が行駆動機構20によって行電極16に順次適用され、その電圧が特定の行電極に適用されている間に、列駆動機構20によって電圧VC2が1つまたは複数の選択された列電極18に適用されると、行電極16と選択された各列電極18の交点のピクセルは黒を表示する。別の方式においては、表示全体を白にして次に選択されたピクセルを黒にするのではなく、行を順次アドレス指定して、選択された行のすべてのピクセルを白に消去して、その後直ちに当該行の選択されたピクセルを黒にする。この方式に対する修正として、行のアドレス指定を順次実行せずに、必要な場合に行が指定される。この方式に対する更に別の修正として、1つの行のピクセル全体を白にしてその後選択されたピクセルに黒を書き込むのではなく、黒から白へ変更されるべきピクセルが白にされ、白から黒へ変更されるべきピクセルが黒にされる。
サイズを絶えず増加し解像度を絶えず増加できる(すなわち行および列の電極ピッチを減少できる)液晶表示パネルを製造する必要性が存在する。図1に示される配置において、行および列駆動機構20、22はシリコンで製造されるが、ガラス板12、14上に駆動機構20、22と電極16、18の間に適切な相互接続を提供する点で問題がある。サイズを増加し、解像度を増加させるに従って、そのような相互接続の数は増加しそれらの間隔は一層せばまるので、相互接続問題が一層大きくなる点は理解されることであろう。
この問題に対処するため、各電極が抵抗器のようなそれぞれのインピーダンスを経由して複数の駆動線に接続される。そのような配置は、米国特許第5034736号によって教示される。同特許は、添付の図2に示されている駆動方式を開示している。以下にその駆動方式の要点を記述する。
図2において、各々が3つの出力部1、2、3および4、5、6を持つ2つの行駆動機構20L、20Rがある。左の行駆動機構20Lの出力部1は、それぞれの抵抗器26によって1、4、7という番号の行電極16の左手端部に接続されている。左の行駆動機構20Lの出力部2は、それぞれの抵抗器26によって行電極2、5、8の左手端部に接続されている。左の行駆動機構20Lの出力部3は、それぞれの抵抗器26によって行電極3、6、9の左手端部に接続されている。右の行駆動機構20Rの出力部4は、それぞれの抵抗器26によって行電極1、5、9の右手端部に接続されている。右の行駆動機構20Rの出力部5は、それぞれの抵抗器26によって行電極2、6、7の右手端部に接続されている。右の行駆動機構20Rの出力部6は、それぞれの抵抗器26によって行電極3、4、8の右手端部に接続されている。更に、各々が3つの出力部1、2、3および4、5、6を持つ2つの列駆動機構22T、22Bがある。上部列駆動機構22Tは、左の行駆動機構20Lの行電極16の左手端部への接続の場合と同様の形態で、それぞれの抵抗器26によって列電極18に接続されている。また、下部列駆動機構22Bは、右の行駆動機構20Rの行電極16の右手端部への接続の場合と同様の形態で、それぞれの抵抗器26によって列電極18に接続されている。
米国特許第5034736号に記載されている例において、抵抗器26のすべては同じ値であり、駆動機構20L、20R、22T、22Bは特定レベルにそれらの出力電圧をセットすることが可能であり、液晶材料は特定の正および負のしきい値電圧VT-、VT+を持つ。従って、特定の電極16、18の両側において抵抗器26によって印可される電圧が等しければ、その電極の電圧は印加電圧と同じとなることは理解されることであろう。しかしながら、特定の電極16、18の両側において抵抗器26によって印可される電圧が異なっていれば、その電極の電圧は印加電圧の平均値となる。行および列電極のいかなる選択された交点においても、その交点で液晶材料の状態を変更するため、その他の交点においてしきい値電圧VT-、VT+を超える電圧を適用することなく、しきい値電圧VT-、VT+を超える電圧を当該交点に印可することができる。このため、駆動機構20L、20R、22T、22Bからの出力の必要数の合計が、従って、駆動機構20L、20R、22T、22Bと表示パネル10の間の相互接続の必要数の合計が(図1のケースの)18から(図2のケースの)12へ減少するという利点が生まれる。
米国特許第5034736号は、図2で示される配置が、(所与の出力数を持つ)駆動機構によって活性化されることができる列電極の最大数および行電極の最大数を表すことを教示している。従来技術の仕様は、また、このような接続によって、駆動機構が、駆動機構の数の自乗に等しい数の電極(すなわち3つの出力の場合9つの電極)を取り扱うことが可能とされることを教示している。この数は、1つの駆動機構ポートがただ1つの電極に割り当てられている図1のような従来技術の回路において駆動機構によって取り扱われることができる電極の数に比較して非常に多い。当然のことながら、電極の他方の側での駆動機構の出力を考慮すれば、電極の最大数Nとそれら電極のための駆動機構出力部の数nの間の関係はN=n2ではなくN=n2/4であると米国特許第5034736号が示唆している点に注意する必要がある。
一見するところでは先行技術の教示は正しいように見えるかもしれないが、それは実際には正しくなく、相互接続の減少に対して不必要な制約を課している。
発明の開示
本発明の復号器システムは、複数のアドレス値(D)のいずれかを表わすアドレス信号を受け取るアドレス入力部(42)と、複数の駆動線(44)と、アドレス信号に応答して、各アドレス値に関して、駆動線の組み合わせの一つを刺激するように構成される復号器(40)と、複数の電極(16、18)であって、前記復号器から前記アドレスに応じて出される刺激を該アドレスに対応する電極が受け取るよう前記駆動線の組み合わせに接続される複数の電極(16、18)と、を備える。前記復号器は、有限アフィン幾何配置または有限投影幾何配置を用いてに重み一定符号のワードを決定する第1段階と、上記重み一定符号のワードに基づいて各アドレス値に対する駆動線の組み合わせを決定する第2段階とを実行する。
例えば、米国特許第5034736号の先行技術と同じ程度の、ピクセルまたはメモリ・エレメントの状態の設定と非設定の間の識別の度合いを提供する単純な例において、この改善された電極配置は、電極の最大数Nとそれら電極に関する駆動機構出力数nの間の関係が、N=n2/4ではなくN=n.(n-1)/2であり、従って、n=1およびn=2という些細なケース以外のすべての場合に一層大きくなることを可能にする。このように、図2の表示パネルの行電極16は、本発明の手法を使用すれば、6ではなく5つの駆動出力によって駆動されることができる。N=9の場合の必要な駆動出力部の162/3%という減少率は小さく見えるかもしれないが、それは大きなものである。一層大きいNの値について改善は一層明確となる。モノクロ表示の所望の高さが例えば210mmで、解像度が300dpi(電極ピッチは85μm)であるような実際のアプリケーションにおいては、所望の行電極数はN=2480である。米国特許第5034736号の教示を適用すると、行駆動機構出力部の必要数はn=100であるが、本発明の第1の側面によれば、行駆動機構出力部の必要数はn=71、すなわち29%の削減である。(行電極の数が非常に大きいケースにおいて、先行技術に対するこの利点だけを用いれば、最大削減は、100-50(21/2)すなわち約29.29%である。)
米国特許第5034736号は、また、電極の各々はそれぞれ2つの抵抗器が接続する″前面端子″および背面端子″という2つの端子を持つことが必要であることを教示している。同特許において与えられる例のすべてにおいて、これらの2つの端子はそれぞれの電極の両端に配置される。
本明細書に記述される改善された電極配置において、各電極は、少なくとも3つの駆動線、例えば、3、4、5、6、7、8またはそれ以上の駆動線に接続される。
このような配置では、各電極への接続はその両端に分離する必要がないので、駆動線nに対する電極数Nの比率は大幅に増大する。例えば、各行電極が6つの駆動機構出力部のうちの異なる3つに接続されるように図2が修正されるとすれば、電極の数は、N=9からN=20へ増加させることができる。これを一般化して述べれば、各電極への3つの接続毎に、駆動できる電極の数Nは、駆動線の数nの3乗に比例して、N=n.(n-1).(n-2)/6となり、nおよびNの大きい値について利益が非常に大きくなる。例えば、上述の場合のように2480の電極を駆動するためには、米国特許第5034736号の教示に従った場合の100駆動線と比較すれば、1電極あたり3接続を使用すれば、26駆動線で済み、これは76%の削減となる。1電極あたりの一層多い数の接続を用いれば、駆動線数に対する電極数の比率N/nの増加における利益は、少なくともNの値が大きい場合、非常に顕著となる。
2を越える駆動線数cへの各電極の接続によってもたらされる問題は、電極の特定の交点の選択および非選択の間の識別が一層限界的となる点である。例えば、白への消去フェーズおよび選択的黒書き込みフェーズを持つアドレス方式に関して、黒書き込みフェーズの間に列電極に対して各駆動線によって与えられる電圧が選択的に0Vおよび+VDであり、行電極に対して選択的に-1/4VDおよび+3/4VDであるとすれば、(c=2である)図2の配置の場合、そのフェーズの間に1つの交点に印可されることができる電圧は、5/4VD、3/4VD、1/4VDおよび-3/4VDである。液晶のしきい値電圧VT+、VT-の絶対値が等しい(VT+=VT-)と仮定すれば、適切な動作に関して、好ましくは、5/4VD>VT+>3/4VDという関係が満たされる。換言すれば、しきい値に対して±1/4VDの許容限度が存在する。しかしながら、各電極に接続する駆動線の数がC=3に増加し、黒書き込みフェーズの間に列電極に対して各駆動線によって与えられる電圧が選択的に0Vおよび+VDであり、行電極に対して選択的に-1/6VDおよび+5/6VDであるとすれば、そのフェーズの間に1つの交点に印可されることができる電圧は、7/6VD、5/6VD、1/2VD、1/6VD、-1/6VD、-1/2VDおよび-5/6VDVDである。適切な動作に関して、好ましくは、7/6VD>VT+>5/6VDという関係が満たされ、従って、しきい値に対する許容限度は一層厳しい±1/6VDとなる。各電極が接続する駆動線の数cが増大するにつれて、この従属的問題は大きくなる。
この問題の処理を援助するため、本発明の1つの好ましい実施形態において、電極の任意の所与のペアに関して、それらの電極が共通して接続する駆動線の数vは、それら電極の各々が接続する駆動線の数cより少なくとも2少ない。例えば、cが4であるように選択され、vが2であるように選択されるとすれば、その配置は、図2と同じ″混線″度(v/c)を提供することができる。この制約をvに課すことによってN/nの比率が低減する結果となるが、N/nの比率は米国特許第5034736において認められるものよりはるかに大きい。実際、例えば、c=4およびv=2(従ってv/c=1/2)というケースの場合、大きい値のNについて、c=4およびv=2(従ってv/c=1/2)という先行技術と比較して、改善は顕著である。
単純化のため、電極は各々同じ数cの駆動線に接続されている。また、コンパクトにするため、少なくとも電極が駆動線に接続する位置において、駆動線は、好ましくは、相互に概ね並列しかつ電極に対して概ね直角であり、また、電極および駆動線は好ましくは共通の基板上に配置される。
上述の改善された電極配置が、メモリや表示装置の1つの電極配置として使用される時、別の電極配置は、先行技術の方法で駆動されるか、あるいは、上記改善された配置を含むことができる。
本発明の第1の側面は、上述された電極配置と共に使用される復号器システムに関するものであるが、その他の応用分野も持つことができる。例えば、そのような復号システムは、メモリ・エレメントのアレイまたは光センサのようなセンサ・アレイのアドレス指定あるいは移動通信のため使用されることができる。具体的には、本発明の第1の側面の復号器システムは、複数のアドレス値のいずれかを表わすアドレス信号を受け取るアドレス入力部、複数の中間ノード(例えば上述された駆動線)、アドレス信号に応答して各アドレス値に関して中間ノードのそれぞれの組み合わせを刺激する復号器、および、複数の出力部(例えば上述された電極への接続部)を含む。複数の出力部の各々は、その出力に適用される刺激がそれぞれのグループにおける中間ノードの各々に復号器によって適用される刺激に従うように中間ノードのそれぞれのグループに応答する。
このタイプの復号システムは米国特許第5034736号によって既知である。同特許の場合、復号器はその動作に関してROMに格納されている照合テーブルに依存する。
更に、本発明の第2の側面は、このような復号器システムを製造する方法に関するものであり、該方法は、複数のアドレス値のいずれかを表わすアドレス信号に応答し、各アドレス値に関して中間ノードのそれぞれの組み合わせを刺激するように構成される復号器を備えるステップ、複数の出力部を備えるステップ、各出力部に関して、その出力部が応答すべき中間ノードのそれぞれのグループを決定するステップ、および、その出力に適用される刺激がそれぞれのグループにおける中間ノードの各々に復号器によって適用される刺激に従うように、決定されたそれぞれのグループにおける中間ノードに各出力部を応答させるステップを含む。
小さい数nの中間ノードに対する大きい数Nの出力部および小さいv/c比率という必要な特性を持つ(中間ノードに出力部を接続する)構成を見出すことは実際には困難である。組合せ検索を使用することが可能であるが、慎重な最適化を必要とし、最適化ができたとしても、中間ノードの数nが増加するにつれ、極度に大きい検索領域のため、計算時間の観点からそれは非効率となり始める。幸いにも、そのような長ったらしい検索は、復号システムを設計する時にだけ必要とされ、生成された解が後続の実施のため照合テーブルに格納される。しかしながら、照合テーブルの必要性はコストがかかることを意味し、照合テーブル(または大きい照合テーブル)の必要性を取り除く方法が望まれる。
本発明の第1および第2の側面は、アドレス値と中間ノード(駆動線)刺激パターンの間のマッピング、従って、中間ノード(駆動線)と出力部(電極との接続部)の間のマッピングを生成する一定の数学的構成方法を見出すことが可能であり、そのような構成方法を特定の選択されたパラメータに適用して特定の構成を取得することが可能であるという認識に基づいて展開された。見つけられたそのような構成方法の例は、アフィン幾何配置、投影幾何配置、連結と差分ファミリに基づく方法を含む。そのような構成方法は、照合テーブルから1つの値または値のセットを取得する際に使用される単一段階プロセスではなくむしろ多段プロセスを用いる。
従って、本発明の第2の側面の方法は、復号器によって実行されるべき多段プロセスを決定するステップ、各アドレス値に応答してどの中間ノードを刺激すべきかを決定する際に上記決定された多段プロセスを復号器に実行させるステップ、および、出力部が応答すべき中間ノードのグループを決定する上記ステップにおいて上記決定された多段プロセスを使用するステップによって特徴づけられる。多段ステップは、少なくとも第1段階プロセスおよびその第1段階において決定される結果が入力として与えられる第2段階プロセスを含む。
更に、本発明の第1の側面の復号器システムは、復号器が各アドレス値に応答してどの中間ノードを刺激すべきかを決定する際に多段プロセスを実行するように構成されるという特徴を持つ。この場合、多段ステップは、少なくとも第1段階プロセスおよびその第1段階において決定される結果が入力として与えられる第2段階プロセスを含む。
以下の記述から理解されることであろうが、数千の電極を持つ表示装置の場合、膨大なサイズとなる単一照合テーブルを使用するのではなく、比較的単純なプログラムを実行する比較的単純なハードワイヤード回路またはコンピュータを使用することが可能である。
本明細書の仕様の文脈において、″多段プロセス″という用語は、プロセスの少なくとも1つの第1段階の結果がそのプロセスのその後の少なくとも1つの段階に適用されるようなプロセスを含むように意図されている。例えば、詳細は後述されるが、本発明の1つの実施形態において、プロセス入力のコンポーネントは、(照合テーブルでも論理アレイでもよい)第1段階エレメントの4つのペアに供給され、第1段階エレメントの出力は、(照合テーブルでも論理アレイでもよい)第2段階エレメントの4つのペアに供給され、第2段階エレメントの出力は、(照合テーブルでも論理アレイでもよい)第3段階エレメントの4つのペアに供給され、最後に、復号器出力を作成するため、第3段階エレメントの出力が4つの26対64復号器に供給される。これを一般化して述べれば、多段プロセスは、(照合テーブル、ゲートおよび算術エレメントのような)基本エレメントのいくつかの層によって実行されるプロセスを含み、この場合、それら層の少なくとも1つの出力が後続の層に供給される。本発明の別の1つの実施形態において、プロセスの対応する諸段階はプログラムされたコンピュータによって実行される。本明細書の仕様の文脈において、用語″多段プロセス″は、例えば、(ANDまたはORゲートのような)単純な論理ゲート、(加算器または乗算器のような)単純な演算ユニットまたは照合テーブルによって実行されるプロセスを含まない。また、相互に独立して実行される複数のプロセスは、本明細書の仕様の目的のための多段プロセスを構成しない。
好ましくは、復号器は、複数の解像度値のいずれかを表わす解像度信号を受け取る解像度入力部を含み、復号器は解像度信号に応答し、その結果、解像度信号が第1の値を持つ時、各アドレス値に応答して刺激される中間ノードの組み合わせによって第1の数の出力が刺激されるか、あるいは、あらかじめ定められたしきい値を越えて刺激され、解像度信号が第2の値を持つ時、各アドレス値に応答して刺激される中間ノードの組み合わせによって第1の数より大きい第2の数の出力グループが刺激されるか、あるいは、上記しきい値を越えて刺激される。
従って、復号器が表示装置に使用されるケースでは、同時に複数の表示行を刺激することが可能であり、このような特性は本明細書において″複数行アドレス指定″と呼ばれる。更に、所望の表示行の各々に適用される刺激は一定のしきい値より上にあり、一方、残りの表示行の各々に適用される刺激は一層低いしきい値より下回るように構成することができる。
好ましくは、解像度信号が少なくとも1つの更に別の値を持つ時、各アドレス値に応答して刺激される中間ノードの組み合わせによって、第1および第2の数より大きい更に別の数の出力グループが刺激されるか、あるいは、上記しきい値を越えて刺激されるように、復号器は解像度信号に応答する。1つの望ましい手法において、上記更に別の数は第2の数の整数倍であり、この場合、解像度信号が上記別の値を持つ時、各グループは、解像度信号が上記第2の値を持つ時のグループの予め定められた数の和集合であるという利点がある。代替的には、上記別の数は第1の数の整数倍である。解像度信号が上記第2の値を持つ時各アドレス値に応答して刺激される出力が相互に隣接して物理的にグループ化されるように配置されることが好ましい。従って、表示装置の場合、表示装置の行の複数ブロックを同時に刺激することが可能であり、そのようなブロック刺激を階層的に配置することができる。
本発明の特定の実施形態は、次のような添付図面を参照して、以下に記述される。
【図面の簡単な説明】
図1は、液晶表示パネルに関する従来技術の駆動方式を示すブロック図である。
図2は、米国特許第5034736号に記載されている液晶表示パネルに関する駆動方式を示すブロック図である。
図3は、本発明の第1の側面に従った電極配置の実施形態を利用する液晶表示パネルのブロック図である。
図4は、本発明の第2の側面に従った電極配置の実施形態を利用する液晶表示パネルのブロック図である。
図5は、抵抗器が形成される1つの様態を例示するため図3および図4の表示パネルの一部を拡大したブロック図である。
図6は、抵抗器が形成される別の1つの様態を例示するため表示パネルの一部を拡大した断面図である。
図7乃至図9は、本発明の第1および第2両方の側面に従った電極配置の実施形態を利用する液晶表示パネルを示すブロック図である。
図10は、上述された電極配置において使用される可能性のある復号器の1つの実施形態のブロック図である。
図11は、表示行の数Nと駆動線の数nの間の関係を図示するグラフである。
図12は、図10の復号器に対する1つの修正を示すブロック図である。
図13は、復号器の別の1つの実施形態を示すブロック図である。
図14は、復号器の更に別の実施形態を示すブロック図である。
図15は、図14の復号器の回路形成部分を示す詳細図である。
図16および図17は、図15の回路の詳細部分図である。
図18は、図14の回路の詳細部分図である。
図19は、図18の回路の詳細部分図である。
発明の実施形態
以下に記述される本発明の実施形態は、必要に応じて特に記述しない限り、図1および図2を参照して既に記述した手法を使用する。
図3の実施形態において、列電極18は、列駆動機構22に接続され、図1を参照して上述した場合と同様な形態で駆動される。上方9つの行電極16は、接続という観点からは図2を参照して上述した場合と同様な形態で、行駆動機構20L、20Rに接続される。しかしながら、更に、10乃至15という番号の6つの行電極が追加される。行電極10乃至12は、抵抗器26のペアによって行駆動機構20Lの出力1、2、3の異なる組み合わせに接続され、行電極13乃至15は、抵抗器26のペアによって行駆動機構20Rの出力4、5、6の異なる組み合わせに接続される。従って、本発明のこの実施形態は、各電極は両方の行駆動機構20L、20Rに接続されなければならないという米国特許第5034736号の制限を取り除き、更に多くの駆動機構出力部を必要とせずに一層多くの行電極を備え持つことを可能にする。
図4の実施形態において、列電極18は、やはり、列駆動機構22に接続され、図1を参照して上述した場合と同様な形態で駆動される。1乃至9という番号を付けられた上方9つの行電極16は、接続という観点からは図2を参照して上述した場合と同様な形態で、行駆動機構20Lに接続される。1乃至9という番号を付けられた上方9つの行電極16は、また、行駆動機構20Rに接続されるが、それら電極の各々は、抵抗器26のペアによって行駆動機構20Rの出力4、5、6の異なる組み合わせに接続される。図4の実施形態は、接続という観点からは図2を参照して上述した場合と同様な形態で行駆動機構20Rに接続される10乃至18という番号を付けられた9つの行電極16を更に持つ。それら行電極は、また、行駆動機構20Lに接続されるが、それら電極の各々は、抵抗器26のペアによって行駆動機構20Lの出力1、2、3の異なる組み合わせに接続される。従って、本発明のこの実施形態は、各電極は行駆動機構20L、20Rに対して2つだけの接続を持つという米国特許第5034736号の制限を取り除き、図3の実施形態の場合と同様に、更に多くの駆動機構出力部を必要とすることなく一層多くの行電極を備え持つことを可能にする。
先に述べたように、電極16、18はインジウムすず酸化物(すなわちITO)から形成されることができる。抵抗器26は、電極材料の薄い部分によって提供されることができる。例えば、図5は、図3において2つの抵抗器26によって左の行駆動機構20Lに接続される番号10の行電極16の左手側端部を示している。電極16および抵抗器26は、ガラス基板上にITOを堆積させることによって形成され、抵抗器26は、電極の幅より非常に狭く、蛇行経路を辿るITO部分によって提供される。必要とされる抵抗はITOの抵抗率によって提供される。代替的配置において、ITOはガラス基板上にギャップを含むように堆積され、次に、一層高い抵抗率の材料をギャップを橋渡しするようにギャップ上に堆積させることによって抵抗器26が作成される。
更に別の配置において、図6に示されるように、駆動機構20Lからの駆動線1、2、3(または駆動機構20RRからの駆動線4、5、6)がガラス基板28上に配置される。次に、絶縁層30が駆動線上に堆積され、次に、電極16が駆動線を交差するように配置される。電極16が駆動線に接続されるべき位置に、電極16、絶縁層30および駆動線を通してバイア32が形成される。次に、電極および駆動線を相互接続する適切な値の抵抗器26を形成を形成するように、電気的抵抗材料がバイア32に堆積される。従って、理解されることであろうが、1つの電極が複数の駆動線に接続されるべきケースにおいては、図7に示されるような、電極の長手軸に沿って接続部が配置される。この配置において、小さいXは、図6を参照して記述されたタイプの抵抗接続を表す。
図6の配置に対する1つの修正において、バイアは駆動線を通過せず、抵抗材料が駆動線の上部に堆積される。代替的または更に追加修正される配置において、バイアは、電極が堆積される前に形成され、次に、絶縁層よりわずかに上に突き出るように抵抗材料がバイアに堆積され、次に、電極が、絶縁層および抵抗材料上に堆積される。
図7の実施形態において、行電極駆動機構は、1乃至6という番号の6つの駆動線を持つ単一ユニット20として示されている。また、行電極16への接続のすべては、電極の左手端部で行われ、抵抗器26は図6を参照して上述されたタイプのものである。行駆動線は、接続の観点から図4の実施形態と同様の方法で、番号1乃至18の18個の行電極に接続される。しかしながら、番号19および20という更に2つの行電極の接続は他の電極とは異なり、番号19の電極は抵抗器26を介して行駆動機構20の駆動線1、2、3に接続され、番号20の電極は抵抗器26を介して行駆動機構20の駆動線4、5、6に接続される。従って、本発明のこの実施形態は、図3および図4を参照して上述された米国特許第5034736号の両方の制限を取り除き、駆動機構出力部を増加させることなく、一層多くの行電極16を備えることを可能にする。
図4および図7に示されている本発明の実施形態は、各行電極に3つの接続部を持つ。すなわち、C=3である。本明細書のはじめに述べたように、これは、液晶材料のしきい値電圧の許容限度に一層厳しい制約を課す。この問題を考察する際の重要なパラメータは、オーバーラップvと呼ばれるものであり、すべての電極ペアに関して、それら電極が共通して接続される駆動線の数の最大値である。もう1つの重要なパラメータは、電極配置の混線に関連する比率v/cである。図1の先行技術においては、オーバーラップはなく、従ってv/c=0である。図2の先行技術および図3の実施形態においては、c=2、v=1でv/c=1/2であり、これは、混線が問題である可能性があるが、現在の材料および製造技術の観点からすれば深刻な問題ではないことを意味する。図4および図7の実施形態においては、c=3、v=2でv/c=2/3であり、これは、混線が大きな問題であり、一層高品質の材料および一層精密な製造技術を必要とすることを意味する。混線比率v/cを低減させるため、駆動線への電極のすべての可能な接続組み合わせを使わないことによって、vを減少させることが可能である。本発明を開発する際に行った研究によって判明した興味ある点であるが、同じ混線比率v/cではあるがvとcが比較的大きい場合、特にNの値が大きい場合には、必要とされる駆動線数nに対する可能な電極数Nの比率は増加する。
図8は、c=4、v=1、v/c=1/4である本発明の1つの実施形態を示している。この場合、混線比率は、図2の先行技術および図3の実施形態に比較して半分である。図8において見られるように、行駆動機構20は、14本の駆動線を駆動し、9つの行電極16があって、それらの各々は駆動線のうちのいずれか4本の組み合わせに接続される。この接続の組み合わせのすべてにおいて、複数の駆動線を共有する電極のペアは1つもない。
上述のように、電極数Nが大きい時、この構成によって提供される利益は大きくなるが、そのような利益は図8から特に明白ではない。なぜなら、図面の大きさの関係からこのケースでは9個の電極しか含まれないからである。しかし、この構成の利益は、次の表1によって明らかとなるであろう。表1は、更に別のケースにおける駆動線と行電極の間の接続の可能な配置を示す。このケースでは、駆動線の数nは16であり、各電極への接続部の数cは4であり、2を越える接続を共有する2つの電極は存在しない(v=2)。従って、v/c=1/2であり、混線比率は図2の先行技術と同じである。次の表1からわかるように、電極の可能な数Nは140であり、従って、比率N/n=8.75である。これに対して、米国特許第5034736号の教示に従えば、16本の行駆動線は64個の行電極だけを駆動するので、同じ混戦比率v/c=1/2に対して、比率N/n=4である。
表1は、各電極に関する活性化パターンのリストとみなすことができる。所与の電極に関する活性化パターンは、(少なくともしきい値電圧で)その電極を活性化するために必要とされるc個の駆動線接続部の組み合わせである。
比較の例示として、次の表2は、以下の3つのケースに関して、種々の駆動線の数nに対して可能な電極の数Nの例を示す。3つのケースは、(a)c=2、v=1、従ってv/c=1/2である米国特許第5034736号の教示に従う構成(図2参照)、(b)c=3、v=2、従ってv/c=2/3である本発明の1つの実施形態(図7参照)、および(c)c=4、v=2、従ってv/c=1/2である本発明の1つの実施形態(n=16のケースに関して表1参照)である。
(表2で与えられるnの値は2の累乗であるが、nが2の累乗でなければならない制約はない)。
表2に見られるように、本発明の実施形態は、(駆動線の数nが小さくない限り)、v/c=1/2というケースにおいてさえ、非常に大きい数Nの電極の使用を可能にする。
図3乃至図8を参照して上述された実施形態において、本発明は行電極16に適用された。行電極16に加えてあるいはそれとは代替的に、(図9に示されるように)列電極18を本発明に適用できることは理解されることであろう。特に、高さより大きい幅を持つ表示装置のケースにおいては、本発明が列電極18に適用される時、本発明は、多くの場合、大きな利益を提供することができる。また、列電極が赤、緑および青のサブピクセルを逐次駆動するように配置されているカラー表示装置のケースにおいては、列電極に適用される時、本発明は大きな利益を提供することができる。本発明が行電極および列電極に適用されるとすれば、液晶材料のしきい値許容度に関連して、行および列電極の組み合わせられた混線が考慮されなければならない。
図3、図4、および、図7乃至図9を参照して上述された本発明の実施形態において、本発明が適用される駆動線は、表示装置の辺に対して概ね平行に、そして、それぞれの電極に対して概ね直角に延伸する。特に多数の電極を持つ表示装置のケースでは、これは駆動線のコンパクトな配置を可能にする。また、3層構造を使用して駆動線と電極の間の接続部を作成することができる。この3層構造は、駆動線、絶縁層および電極から構成され、電極は必要とされる位置においてバイアによって駆動線に接続される。
本発明の上記の実施形態は単に例証として記述されたものであり、本発明の上述の実施形態に対する多くの修正および展開が可能である点は認められることであろう。
例えば、本発明は、強誘電液晶材料以外の双安定多安定液晶材料を使用する表示装置に適用可能であり、非安定液晶材料を使用する表示装置における応用も可能である。本発明は、また、表示機能を持たないメモリ・アレイや光検出器のようなセンサ・アレイにも適用できる。
上述された本発明の実施形態において、メモリ素子の状態はDC電界の適用によって影響を受ける。AC駆動される表意装置またはメモリ・アレイの場合、抵抗器は、コンデンサのような他の受動電圧降下エレメントまたはインピーダンスと置き換えることができる。
上述された実施形態は、2次元アレイを用いているが、本発明は、また、(例えばバーの印刷をするためのような)1次元アレイ、あるいは、3以上の多次元アレイに適用することもできる。
上述された実施形態において、駆動機構20、20L、20R、22は復号器として機能し、抵抗器26の網状構成との組み合わせで、駆動機構20、20L、20R、22は復号システムを形成する。復号器は、入力すなわちアドレス値から、そのアドレス値に応答して刺激される駆動線の組み合わせへの1対1の対応関係を提供する。これを実行するため、図10に示されているように、また、米国特許第5034736号に記載されているように、照合テーブル40を使用する場合がある。図10に示される実施形態において、照合テーブル42は活性化されるべき256の行または列電極のうちの1つのバス42上で8ビット・アドレスを受け取り、それに応じて、64本の駆動線44のうちの対応する4つの組み合わせを活性化させる。図10には図示されていないが、各電極16(あるいは18)は、4つの抵抗器26によって、駆動線44のうちの対応する4つの組み合わせに接続されていて、この配置はパラメータc=4およびv=1を持つ。
小さいnと大きいc/vに関して大きいNの必要な特性を持つ(表1に提示されているような)活性化パターンを見出すことは実施上困難である。大きいバイナリ・パターンの有効なセットを見つけるための空間は膨大であり、合理的な計算時間で結果を生成するため特別な手法が使用されなければならない。しかしながら、一旦活性化パターン・セットが見出されれば、照合テーブルまたは単純計算(後述)のいずれかを使用してその活性化パターンを復号器において使うことができる。
以下、表示装置アドレス指定における応用を引用して復号システムが記述され、従って、表示装置アドレス指定に直接適用できる用語が使用される。しかし、本発明はもっと一般的応用分野を持つ。従って、本発明において、″中間ノード″は″駆動線″を意味し、″出力部″は″表示電極″を意味すると理解されるべきである。
必要な特性を持つ活性化パターンのセットを見つけ出す2つの基本的手法が開発された。第1は組合せ検索である。第2は、活性化パターンの特性と重み一定符号の間に発見された関係に基づく手法である。
組合せ検索は、特定タイプの解決法に限られないという有用な特性を持つ。すなわち、cおよびvの任意の値に対する解を検索することができ、最善に近い合理的結果を得ることができる。パラメータn=22、c=4およびv=1を持つ活性化パターンのケースに関する1つの単純な例として、力ずくの検索を使用して、Nがnを越えるN=31個の活性化パターンが取得された。このケースでは、理論的には、Nの最大可能値は37である(参照:A.E.Brouwer,J.B.Shearer,N.J.A.Sloane and W.D,Smith,″A New Table of Constant Weight Codes″,IEEE Transactions on Information Theory,IT-36(1990),1334-1380)。
従って、検索は最善に近い合理的結果を生成することができることがわかった。実際には、nおよびNの値はこれより大きい(例えばNは数千である可能性がある)ので、nに対するNの増大のため、相互接続低減の達成されるレベルは、この例に比較して極めて大きい。しかしながら、活動ビットおよびオーバーラップ・ビットの数の増大に伴って、検索領域もまた増大してnのかなり控え目な値に関してさえ極めて大きくなるので、検索は一層困難となる。たとえnがNに比較して非常に小さいとしてもNが数千であるような高解像度表示アプリケーションの場合のように相対的に大きな数nの駆動線が必要とされる場合にはこの問題は特に重大である。合理的な時間で結果を生成することのできる検索を行うため特別な最適化が通常必要とされる。しかしながら、現代のコンピュータ装置を用いれば、2、3百までのnおよび数万までのNに対する解を捜し出すための検索は効果的に使用できる。
幸いにも、長ったらしい検索は活性化パターンを設計する時にのみ必要とされ、結果の解は記憶され、復号器の接続を構築し活性化パターンを生成する後続の実施の段階でそれは使用される。これら解は、特定の設計に応じて、駆動機構チップに組み込まれる照合テーブル40、あるいは、システム・メモリに記憶されることができる。テーブルは、適切なデータ圧縮手法を使用して一層小さくすることができる。しかしながら、照合テーブルの必要性が最終的システムに余分なコストを含ませるので、大きい照合テーブル40に対する必要性を取り除く方法が望まれる。
組合せ検索手法に関する別の欠点は、例えば複数行アドレス指定のような特別の特性を持つ解を効率的に見つけることが困難なことである。これらの特性は更に詳細に後述される。
活性化パターンを検索ではなく直接構築することを可能にするように開発された活性化パターン生成の第2の方法は、必要とされる特性を所有する活性化パターンのセットと符号化理論の文献において重み一定符号として知られているものの間に発見された関係に基づくものである。パラメータ(n、d、c)による重み一定符号は、長さnの2進ワード(コードワードと呼ばれる)であり、各ワードは正確にc個の″1″を含み、ワードの各ペアは少なくともdというハミング距離を持つ。2進ワードのペアのハミング距離は、1つのワードが1つの″1″を持ち別のワードが″0″を持つペアをなす2つのワードが離れている位置の数である。
重み一定符号は符号化理論において基本に重要な意味を持ち、多くの関心が払われている(参照:Brouwer et al,supra,and F.J.MacWilliams and N.J.A.Sloane,The Theory of Error-correcting Codes(6th Edition),″North-Holland,Amsterdam,1993)。
必要な特性を持つ活性化パターンのセットとこれらコードの間の正確な対応は次の通りである。N個のコードワードを持つパラメータ(n,d,c)を持つ重み一定符号が存在する。1つの行電極あたりc個の接続およびc-d/2に等しい最大混線vを持つ長さnのN個の活性化パターンのセットが存在する場合に限り、N個のコードワードを持つパラメータ(n,d,c)を持つ重み一定符号が存在する。これらのコードワードは、駆動線から電極への接続を指定するため使用される。従って、各コードワードは、以下のようにして、行電極に関する活性化パターンを導出する。コードワードのi番目の位置に″1″があれば、電極とi番目の駆動線の間に接続が作られ、そうでない場合は接続は作られない。このように、各行電極は、c本の駆動線に接続され、電極のいかなるペアも、多くともv=c-d/2の共通に接続された駆動線を持つ。
この対応関係は、重み一定符号の既存の理論が、活性化パターンのセットの構築と評価に適用されることを可能にし、付加的利益という有用な新しい結果が導出されることを可能にする。
この手法の成功は、(それに関して活性化パターンのセットが構築され得るパラメータの範囲という観点から)柔軟であって、(パラメータNと比較して小さい長さnを持つ活性化パターン・セットを生成するという観点から)効率的である方法を見出すことに依存する。図11は、c=6およびv=2の場合の構築手法および組み合わせ手法の両方によって見出されたN対nに対する解を比較している。これらのパラメータに関してはわずかな数の適切な構造的解しか見出されてなく、N/nの結果として生じる値は、この場合、力ずくの解の場合と同じである。また、図11には、S.M.Johnson,″Upper Bounds for Constant Weight Error Correcting Codes″,Discrete Mathematics,Vol.3(1972),109-124に記述されているようなNの値の理論上の上限が示されている。
活性化パターン・セットを作成する構成的方法の使用は、検索手法によって得られる解に対して利点を生むいくつかの機能を持つセットを生成することができる。そのような機能の入手には、特定の構造的方法の新機軸で数学的に洗練された解析が必要とされる。そのような解析における重要なステップは、(a)活性化パターンと電極数の間の固定的対応関係、および、(b)そのような数が与えられる時対応する活性化パターンを生成する方法、の両方を取得するステップである。そのような方法および対応関係は特定のコード構造に特有のものである。
第1の利点は、そのような対応関係および方法は、活性化パーターンがROMに記憶されているのではなく、実行時に生成されるので、大きな照合テーブルを使用する必要性を排除することができる点である。この方法は、非常に迅速で、メモリ効率が良く、ハードウェアにおける実施に適している。
第2の利点は、これもコードの数学的構造の詳細な解析によって明らかとなったものであるが、うまく選択された対応関係は、複数の電極が単一の活性化パターンから一時点に駆動されるという複数行アドレス指定が可能とされる点である。すなわち、複数行アドレス指定が、実行時に得られる活性化パターンを用いて、ハードウェアにおいてまたはプログラムされたコンピュータによって実行されることができる。更に、対応関係の選択は複数行アドレス・モードの階層を可能にすることが多く、その場合、表示空間は次第に一層小さい区分に分割され、それら区分は実行時に取得される活性化パターンによって個々にアドレス指定される。
重み一定符号(および対応する活性化パターン・セット)を取得する3つの構成方法の詳細を以下に記述する。
有限次元に基づいて、″アフィン幾何学″に基づくタイプおよび″投影幾何学″に基づくタイプという2つのタイプのアドレス指定方式が開発された。次の表3は、実際的な関心のあるパラメータを持つ多数の幾何学的アドレス指定方式のパラメータを与える。表3において、″AG″は″アフィン幾何学(affine geometry)″を表し、″PG″は″投影幾何学(projective geometry)″を表す。
上の表でAG(d,q)と表されるアフィン方式に関して達成されることができる特定のパラメータは、n=qd、c=q、v=1およびN=q2d-2であり、(上の表でPG(d,q)と表される投影方式に関して達成されることができる特定のパラメータは、n=qd+qd-1、c=q+1、v=1およびN=q2d-2である。但し、qは正の整数であり、qは素数の累乗である。n、cおよびvの同じ値による最適のアドレス指定方式にとって可能なN/n比率の1-(1/q)部分であるN/n比率を持つという観点から、これらファミリは両方ともに非常に効率的である。nに対するNの比率は、およそqd-2であるので、dが増加すると急速に増加する。
当該方式のこれらファミリはともに、幾何学的性質に直接関連するという非常に特別な特性を持つ。以下に、アフィン・ケースに関連する説明およびその結果を詳細に記述するが、投影ケースについても同様のことが適用される。我々の周囲にある実際の3次元空間を考察すれば、無限の数のポイントから構成され、2つの直線が空間の厳密に1つのポイントで交差するか、さもなければ全く交差しないような複数の直線を含む3次元空間を想像することができる。従って、いかなる2つの線分も多くとも1つのポイントで交差する。これはユークリッド幾何学である。もちろん、線分は、それが含む複数ポイントから成るものとみなすこともできる。3次元空間は、また、平面と呼ばれる一層高次元の可変要素を含む。平面は、平行線またはそれが含むポイントのセットから成り立つものとみなすこともできる。ユークリッドに従えば、線は、平面に完全に含まれるか、1つのポイントで平面と交差するかまたは平面と平行する。線分および平面のポイントは、単純な方程式によって記述することができる。
構成およびコードを取得するため、最初にこの空間のポイントと駆動線の間の対応関係が選択され、次にこの空間の線分と表示行の間の対応関係が選択されなければならない。第2の対応関係を使用して、1つの表示行が取り上げられ、対応する空間線分の方程式が見出され、その方程式を使用してその線分上のポイントのセット計算され、次に、第1の対応関係を使用して、そのポイント・セットに対応する駆動線のセットが見出される。次に、表示行に関する活性化パターンが、駆動線の適切なセットにおいて活動的なパターンであると定義される。この表示行に関するインピーダンス網構成が駆動線の適切なセットを電極に接続する。空間における2つの線分が多くとも1つのポイントで交差するので、2つの活性化パターンは、多くとも1つの場所でオーバーラップすることができる。従って、必要とされる混線特性を持つ活性化パターンのセットを得ることが可能である。
実際に使用される幾何配置は現実の空間ではないが、しかし、その数学的抽象化はアフィンおよび投影幾何配置と呼ばれる。これら幾何配置は現実空間と2つの点で異なる。すなわち、空間は有限であって、有限数のポイントおよび線分を含み、そして、現実より高い次元の空間が使用される。上述されたパラメータdは、使用される実際の次元であるが、これら幾何配置は、ポイント、線分、平面等が予期された形態で交差するという同じ基本的特性を有する。数学上の便法のため、作業する空間において、1つの線分上のポイントの数は、qを素数の累乗であるとして、(アフィン・ケースの場合)q、(投影ケースの場合)q+1とすることが適切である。従って、(空間の線分に対応する)最終的活性化パターンは、qまたはq+1いずれかの活動的位置を持つ。これらの有限空間は、一般的に、ポイントよりはるかに多い線分を持つので、高いN/n比率を持つ。
重要なことは、空間と駆動線のポイントの間および空間線分と電極線の間の対応関係(すなわちマップ)の選択であり、これらの対応関係の慎重な選択を行うことによって、特定の表示行のために必要とされる活性化パターンを計算する効率的方法を開発することが可能である。これらの方法は、本質的には、この問題を、適切な有限次元における1つの線分上のポイントを計算する問題にマップする。そのような方法は、非常に効率的であり、ハードウエアの実施またはプログラムされたコンピュータの実施のいずれの場合にも適している。アフィン幾何学に基づく方法の詳細は本明細書の後段において記述される。
前述のように、1つの線分は、多くとも1つのポイントにおいて1つの平面と交差するか、その中に完全に含まれるので、1つの平面のポイントに対応するすべての駆動線が活性化されると、選択された平面を構成する有限空間の線分セットに対応する表示行のセットが活性化される。更に、活性化を意図されない表示行は多くとも1つしか活性化されないので、混線は前のケースほど大きくない。これは、1つの平面に含まれる線分は多くとも1つのポイントでそのプレーンに出会うという事実の帰結である。従って、他の表示行と大幅に干渉することなく、多くの表示行を同時に活性化することができる。単なる平面に関して作業するというよりはむしろ、空間の次元性を活用して、一層一般化すれば、各々0≦c<dである(d-c)次元のオブジェクトに関して作業することが可能である。これは、種々の異なるサイズを持つ表示行のセットをアドレス指定することを可能にする。この場合も混線に対する同じ制限があてはまる。有限空間と駆動機構と表示行の間の一層慎重な選択を行うことによって、一定の平面(および一層高次元の構造)が適切なサイズの表示画面の連続するセクションに対応するように構成することが可能である。更に、そのような領域をアドレスするため活性化を必要とする駆動線セットは、比較的単純な構成を持ち、動的に計算することができる。
要するに、0≦c<dであるcの各々に関して、q2d-2c-2の連続表示行のセット(すなわちすべての表示行の1/q2c部分)をアドレス指定する効率的方法が開発された。このように、表示画面はq2cセグメントに分割され、各セグメントは、他のセグメントに関する最小量の混線で効率的にアドレスされることができる。活性化される必要があるqd-c-1の駆動線の計算は簡単である。同じ手法を使用して、活性化されるべきではない表示行に関して混線が増えることを犠牲にすれば、中間的サイズの領域を活性化することも可能である。従って、d解像度レベルで、階層的配置におけるスクリーンのセグメントをアドレス指定する非常に単純な方法が提供される。
アフィン幾何学に基づく方法の詳細を以下に記述する。
以下の記述において、Fqはqエレメントを持つ有限体を表し、Zqは整数セット{0,1,...,q-1}を表す。φはFqに対するZqのいずれかのマップ、γはZqに対するFqからのマップであるとする。最初に2つのマップΦおよびΓが指定される。Dが表示行数を表すとすれば(但しO≦D<q2d-2)、
D=D2d-3q2d-3+D2d-4q2d-4+...+D1q+D0(但し0≦Di<q)
であり、従って、(D0,D1,...,D2d-3)は、Dの基底q表現である。
ここで、Φ(D)=(x,y)と定義する。
但し、x=(0,Φ(D2d-3),Φ(D2d-5),...,Φ(D1))および
y=(1,Φ(D2d-4),Φ(D2d-6),...,Φ(D0))
である。ここで、0および1はFqの適切なエレメントを表す。
第2のマップΓは、Fqに対する長さdのベクトルを、駆動線を表す0≦A<qdである整数Aにマップする。x=(x0,x1,...,xd-1)(但しxi∈Fq)として、
Γ(x)=γ(x0)qd-1+γ(x1)qd-2+...+γ(xd-1)と定義される。
駆動線と表示行の接続は今や次のように指定される。
0≦D<q2d-2である整数Dの各々毎に、
・(x,y)=Φ(D)を計算する;
・Fq演算を使用して、各μ∈Fq毎に、ベクトルzμ=μx+(1-μ)yを計算する(このステップは、最初にベクトルz=(x-y)を計算し次にベクトル(μz+y)を計算することによって一層効率的に実行される);
・番号Γ(zμ)のq駆動線(但しμ∈Fq)を番号Dの表示行に接続する。
これらの計算は、アドレス指定システムが製造される時点で1回だけ実行されるだけでよい。システムが使用中の時、特定の表示行Dに関して活性化させる駆動線を計算するため、以下のステップが実行される。
・(x,y)=Φ(D)を計算する;
・Fq演算を使用して、各μ∈Fq毎に、ベクトルzμ=μx+(1-μ)yを計算する
・番号Γ(zμ)のq駆動線(但しμ∈Fq)を活性化する。
上記演算のいずれかを実行するために必要とされる計算は、q=2tまたはqが素数の時特に簡単である。上記記述において、ペア(x,y)は、Fqに対する次元dのアフィン幾何学AG(d,q)の1つの線分を定義し、これは、ポイントxおよびyの両方を通過する幾何配置のユニークな線分である。ベクトルzμ(但しμ∈Fq)はその線分上のポイントを表わす。
特定の例として、q=4=22、d=3であるとすれば、F4のエレメントは、00,01,10,11という長さ2のバイナリ・ベクトルによって表される。この表現に関しては、フィールド・エレメントの加算は、ベクトルのコンポーネント単位XORによって達成され、一方、乗算は次の表4に示されている通りである。
従って、駆動線の数はqd=64、表示線の数はq2d-2=256ある。φはφ(0)=00、φ(1)=10、φ(2)=01、φ(3)=11というマップ、γ=φ-1であるとすれば、
φ(a0+2a1)=a0a1∈F4およびγ(a0a1)=a0+2a1である。
表示行114に関して活性化されるべき駆動線を計算するために、
基底4において、
114=1×43+3×42+0×41+2×40であるので、
Φ(114)=(x,y)である。但し、
x=(0,φ(1),φ(0))=(00,10,00);および
y=(1,φ(3),φ(2))=(10,11,01)
である。
次に、
z00=00x+10y=(10,11,01);
z10=10x+00y=(00,10,00);
z01=01x+11y=(11,00,10);および
z11=11x+01y=(01,01,11)
であるので、アドレスΓ(zμ)の計算によって、
Γ(z00)=1×16+3×4+2=30;
Γ(z10)=0×16+1×4+0=4;
Γ(z01)=3×16+0×4+1=49;および
Γ(z1l)=2×16+2×4+3=43
が得られる。
従って、表示行114に駆動線4、30、43および49を接続する必要があり、表示行114を活性化するタスクの際、上記の計算を実行する必要がある。これらの計算がハードウエアにおける実施に適していることは明らかである。
表示の部分を活性化させるための効率的手順が提供される。0≦c<dであり、
D2d-3q2d-3+D2d-4q2d-4+...+D2d-(2c+1)q2d-(2c+1)+D2d-(2c+c)q2d-(2c+2)+j
という番号のq2d-(2c+2)の連続表示行のセットを活性化することが望まれると仮定する。但しD2d-3,...,D2d-(2c+2)は固定的であり、0≦j<q2d-(2c+2)は任意である。これは、すべての表示行の1/q2c部分である。次に、
qd-1γ(v)+qd-2γ(α1-v(α1-β1))+...+qd-c-1γ(αc-v(αc-βc))+j
という番号の駆動線のセットを活性化することが必要である。但し、v∈Fqであり、0≦j<qd-c-1は任意であり、1≦i≦cに関して
αi=φ(D2d-(2i+1))、βi=φ(D2d-(2i+2))である。
これらのポイントに対応する駆動線の数の計算はやはり簡明である。それらは、d-c-1の最下位桁において任意であり、c+1最上位桁においてqc+1の値からのqに制約される基底qの表現を持つ数である。(フィールド演算の数という観点からの)これら桁を計算する複雑さは、cqに線形に比例して増加する。このセットの駆動線が活性化される時、その他のいかなる表示行に関して多くとも1つの駆動線が活性化される。
有限次元方法の1つの例を有限体の使用を避けて単純な数学用語を用いて以下に記述する。
この方法の例において、パラメータはN=256、n=64およびv=1であり、コード・パラメータのための計算の基本単位は、整数0、1、2および3である。以下の表5および表6に示されるように整数に対する2つの交換バイナリ演算
および
を定義する2つの4×4テーブが使用される。
0≦D<256として1つの表示行のアドレスがDであるとすれば、
アドレスは、0≦Di<4として、D=(64D3)+(16D2)+(4D1)+D0であるように長さ4のベクトル(D3,D2,D1,D0)として表される。次に以下のステップが実行される。
1.長さ3のベクトルxがx=(0,D3,D1)であるように決定される;
2.長さ3のベクトルyがy=(0,D2,D0)であるように決定される;
3.長さ3のベクトルz=(Z2,Z1,Z0)が
であるように決定される。すなわち、
4.次に、整数A=0,1,2,3の値の各々に関して、
であるようにそれぞれの長さ3のベクトルz A=(z2,A,z1.A,z0,A)が計算される。すなわち、
である。
5.次に、整数A=0,1,2,3の値の各々に関して、BA=(16z2,A)+(4z1,A)+(Z0,A)および0≦BA<64であるようにそれぞれの整数BAが計算される。
4つの整数B0、B1、B2およびB3のセットは、特定の表示行Dに関する活性化パターンにおいて刺激されるべき64の駆動線のうちの4つの番号である。更に、4つの整数B0、B1、B2およびB3のセットは、番号Dの表示行がそのそれぞれの4つの抵抗器26によって接続されなければならない64の駆動線のうちの4つの番号である。
例えば、D=114という番号の表示行の場合、上記方法を使用して計算される値は次の通りである。
言い換えると、番号114の表示行は、その抵抗器26によって接番号4、30、43および49の駆動線に接続されなければならず、番号114の表示行をアドレスするには、番号4、30、43および49の駆動線が刺激されなければならない。
以下に、投影幾何に基づく方法の詳細を記述する。この方法と基礎をなす幾何配置の間の関係は、アフィン幾何配置の場合に記述されたものと概念的には同じである。
以下の記述において、φはFqに対するZqのいずれかのマップ、γはZqに対するFqからのマップであるとする。最初に2つのマップΦおよびΓが指定される。Dが表示行数を表すとすれば(但し0≦D<q2d-2)、
D=D2d-3q2d-3+D2d-4q2d-4+...+D1q+D0(但し0≦Di<q)
であり、ここで、Φ(D)=(x,y)と定義する。
但し、x=(1,0,Φ(D2d-3),Φ(D2d-5),...,Φ(D1))および
y=(1,1,Φ(D2d-4),Φ(D2d-6),...,Φ(D0))
である。このように、yおよびyは、Fqに対する長さd+1のベクトルである。
第2のマップΓは、Fqに対する長さd+1のベクトルのサブセットに関して定義され、0≦A<(qd+qd-1)である整数Aを生成する。それは次のように定義される:
Γ(1,x1,...,xd)=γ(x1)qd-1+γ(x2)qd-2+...+γ(xd)および
Γ(0,1,x2,...,xd)=qd+0.dd-1+γ(x2)qd-2+...+γ(xd)
駆動線と表示行の接続は今や次のように指定される。
・(x,y)=Φ(D)を計算する;
・Fq演算を使用して、z∞=-x+yを計算して、各μ∈Fq毎にベクトルzμ=μx+(1-μ)yを計算する;
・番号Γ(z∞)およびΓ(zμ)のq+1駆動線(但しμ∈Fq)を表示行番号Dに接続する。
これらの計算は、アドレス指定システムが製造される時点で1回だけ実行されるだけでよい。システムが使用中の時、特定の表示行Dに関して活性化させる駆動線を計算するため、以下のステップが実行される。
・(x,y)=Φ(D)を計算する;
・Fq演算を使用して、z∞=-x+yを計算して、各μ∈Fq毎にベクトルzμ=μx+(1-μ)yを計算する;
・番号Γ(z∞)およびΓ(zμ)のq+1駆動線(但しμ∈Fq)を活性化する。
この投影アドレス指定方式における複数行アドレス指定を得るための効率的手続きを以下に記述する。
0≦c<dであり、
D2d-3q2d-3+D2d-4q2d-4+...+D2d-(2c+1)q2d-(2c+1)+D2d-(2c+2)q2d-(2c+2)+j
という番号のq2d-(2c+2)の連続表示行のセットを活性化することが望まれると仮定する。但しD2d-3,...,D2d-(2c+2)は固定的であり、0≦j<q2d-(2c+2)は任意である。これは、この投影方式におけるすべての表示行の1/q2c部分である。次に、
qd-1γ(σ)+qd-2γ(α1-σ(α1-β1))+...+qd-c-1γ(αc-σ(αc-βc))+j
という番号の駆動線のセットおよび
qd+qd-2γ(β1-α1)+...+qd-c-1γ(βc-αc)+j
という番号の駆動線を活性化することが必要である。但し、σ∈Fqであり、0≦j<qd-c-1は任意であり、1≦i≦cに関して
αi=φ(D2d-(2i+1))、βi=φ(D2d-(2i+2))である。
これらのqd-c-1(q+1)アドレスは、Fqにおける算術を使用してα1およびβ1の値から容易に計算される。(フィールド演算の数という点から見た)アドレス・セット計算の複雑性はcqに線形に比例して増加する。かくして、表示画面はq2Cセグメントに分割され、各セグメントが効率的にアドレスされることができる。表示のその他のセグメントに関する混線は多くとも1である。同じ手法を使用して、活性化されるべきではない表示行に関して増加される混線を犠牲にして、中間的サイズの領域を活性化することも可能である。従って、dの解像度レベルで、階層的配置におけるスクリーンのセグメントをアドレス指定する非常に単純な方法が提供される。
次に、差分ファミリに基づくアドレス指定方式の第2のファミリを記述する。背景情報は、T.Beth,D.Jungnickel and H.Leaz,″Design Theory″,Cambridge University Press,1993から得ることができる。これら方式のすべては、v=1および小さい値のcを持つ。cは、もっと大きい値を持つこともできるが、典型的には、3、4、5または6である。それら値は、nの合理的に柔軟な選択を可能にする。これら方式に関して、表示行Nの数はn(n-1)/c(c-1)と等しい。パラメータn、cおよびv=1を所与とすれば、これは、実際いかなる方式に関しても可能な最大の表示行数である。
これら方式に関するアドレス指定方法が開発された。それらは極めて効率的であり、典型的には、Nビットの情報が記憶され、いくつかの簡単な計算(最悪の場合有限体における若干の計算)が実行されることを必要とするだけである。差分ファミリ方式が構築されることができる特定のパラメータの例は次の通りである。
− c=3の場合、nは、n=1または3mod6であるように選択される;すなわちnは1,3,7,9,13,15,19,21から選択される。
− c=4の場合、nは25,37,61,73,97,109,181,229,241,277,337,409,421,457,.....から選択される。
− c=5の場合、nは41、61、81、241、281,.....から選択される。
− c=6の場合、nは31,91,121,151,181,211,241,271,331,421,541,571,631,691,.....から選択される。
上記引用T.Beth氏らの文献においては、グループに対する差分ファミリのための多数の構造が存在する。これら構造のすべてを使用して、n、cおよびv=1の多くの異なる値に関するNの最適値を持つアドレス指定方式を生成することができる。
差分ファミリの特定のセットのアドレス指定方法の詳細を以下に記述する。上記引用された他の差分ファミリ方式にこの方法を適用するために必要とされる修正は次の説明から容易に推論されることができる。
q = 1 mod 12は素数の累乗であると仮定し、Fqにおいて(-3)(q-1)/4≠1であると仮定する。次に、方法は、N=q(q-1)/12、n=q、c=4およびv=1というパラメータを持つ1つの方式を作成する。αがFqにおけるプリミティブ・エレメントすなわち倍数次数q-1のエレメントであり、∈=α(q-1)/3であるとする。
Bi={0,α2i,∈α2i,∈2α2i}と定義する(但し、0≦i<(q-1)/12)。以下の記述において、φはZqからFqへの任意のマップ、γはFqからZqへのマップであるとする。
駆動線と表示行の接続は今や次のように指定される。0≦D<(q-1)/12であるDの各々に関して、
・D=D1q+D0であるように、0≦D0<qで0≦D1<(q-1)/12であるD0、D1を計算する;
・Fq演算を使用して、セットγ(BD1+φ(D0))、すなわち
γ(φ(D0)),γ(α2D1+φ(D0)),γ(∈α2D1+φ(D0)),γ(∈2α2D1+φ(D0))
という4タップルを計算する。但し、+は有限体Fqにおける加算を示す。
このセットBD1+φ(D0)は、セットBD1の変換と呼ばれ、差分ファミリの基底セットである。
・これらの番号を持つ4つの駆動線を表示行Dに接続する。
これらの計算は、アドレス指定システムが製造される時点で1回だけ実行されるだけでよい。システムが使用中の時、特定の表示行Dに関して活性化させる駆動線を計算するため、以下のステップが実行される。
・D=D1q+D0であるように、0≦D0<qで0≦D1<(q-1)/12である整数D0、D1を計算する;
・Fq演算を使用して、セットγ(BD1+φ(D0))、すなわち
γ(φ(D0)),γ(α2D1+φ(D0)),γ(∈α2D1+φ(D0)),γ(∈2α2D1+φ(D0))
という4タップルを計算する。但し、+は有限体Fqにおける加算を示す。
・これらの番号を持つ4つの駆動線を活性化する。
これらの計算ステップは、Fq演算を使用するか、あるいは、0≦i(q-1)/12であるBiセットのエレメントを含む照合テーブルとFq演算の組み合わせを使用して、効率的に実行される。
第3の方式ファミリは連結に基づくもので、これはコード構造の非常に強力な方法である。連結に関する照会は、F.J.MacWilliams and N.J.A.Sloane″The Theory of Error-Correcting Codes″,Elsevier Science,North-Holland,1977,307-315に記載されている。更なる背景情報が次の文献に記載されている。N.Q.A,K.Gydrfi and J.L.Massey″Constructions of Binary Constant Weight-Cyclic Codes and Cyclically Permutable Codes″,IEEE Transactions on Information Theory IT-38(1992),940-949;および
O Moreno Z Zhang P V Kumar and V A Zmovlev″New Constructions of Optimal Cyclically Permutable Constant Weight Codes″,IEEE Transactions on Information Theory,IT-4 1(1995),448-455.
連結を使用して、アドレス指定方式の非常に柔軟なクラスを生成することができる。それらのいくつかは、(所与のn、c、vに関してアドレスされる表示行の数Nの観点から)上述の幾何配置の場合に匹敵する処理性能を持つ。効率的に実行時のアドレス指定方式を見出することも可能であり、特定のケースにおいて複数行アドレス指定方法を見出すこともできる。
連結される方式のパラメータは一般的に記述するには全く複雑であり、この場合も高度な数学的知識が必要とされる。
q0,q1,...,q-1を素数の累乗とする。
およびq=min[qi}と仮定する。更に、cおよびkは、0≦k≦c≦qを満たす整数であると仮定する。次に、連結方法を使用すれば、パラメータn=Qc、c、v=k-1およびN=Qkを持つ全般的網構成を構築することが可能である。Nに関する上限の分数としてのパラメータNは
として表現可能であり、cが大きくkが小さい時最大である。(ここで、表現
はx!/{y!(x-y)!}を意味する。)いずれにせよ、上限の合理的な小数部であるNの値を用いて構成は典型的に達成される。パラメータQに、従ってqiに制約を課すことによって、構成のファミリを取得することが可能である。
連結構造の一層の詳細は次の通りである。1≦i<lに関して、
であり、αi,o,αi,1,...,αi,qi-1はFqiのエレメントのリストであるとする。最後に、φiはZqiからFqiへのマップ、γiはFqiからZqiへのマップであるとする。表示行D(但し0≦D<Qk)に対応する活性化パターンを計算することが必要であるとすれば、Dは、次のように混合基底表現で書くことができる:
D=Dl-1Nl-1 k+Dl-2Nl-2 k+D1N1 k+D0(但し0≦Dj<qj k)。
次に、Djは長さkワードとして
として表され(但し0≦di,j<qj)、このワードは
からの係数を含むk-1次多項式に関連づけられる。長さcのQ-aryワードy(但しy=(y0,...,yc-1))が、
yj=γ0(f0(α0,j))+γ1(f1(α1,j))N1+...+γl-1(fl-1(αl-1,j))Nl-1
を定義することによって構築される(但し0≦j<c)。そこで、表示行Dに関する活性化パターンは、c位置yj+jQにおける1のセットを持ち(但し0≦j<c)、その他のあらゆる位置において0を持つ。
この構造の基礎をなす重み一定符号は、内部コードが長さQの2進直交符号であり、外部コードがqiエレメントを持つ有限体に対するリード・ソロモン符号の直積から得られる連結されたコードである(但し0≦i≦l-1)。
従って、特定の表示行Dに関する活動パターンを計算するプロセスは、Dを混合基底表現に、次に、(有限体演算を使用して)一定の時点に評価される多項式f0,..fl-1のリストに変換することを必要とする。そのような評価の結果が次に組み合わされて、表示行Dに関するパターンの活動的位置が決定される。計算は、(上記の説明の複雑さにもかかわらず)、全く簡明である。計算は、各qが素数累乗ではなく素数である時、演算モジュロpを使用することが可能であるので、特に簡単である。piがすべて等しい時、計算は一層簡単である。
注意すべきは、上記の方式において、(数の混合基底表現での)多項式f0の値が、活性化パターンにおける1の位置の最下位桁を決定する。f0がすべての可能な(最大k-1次)の多項式に及ぶことが許容されるとすれば、これら最下位桁はすべての可能な値に影響を及ぼす。多項式f0におけるこの変化に対応する表示行のセットは、いくつかの固定的桁D1,...Dl-1を持ち、D0に関するどのような値をも持つセットである。これは、q0 kの連続表示行のセットである。従って、cq0表示行の容易に計算されたセットを単に活性化させることによって、サイズq0 kの連続表示行のQk/q0 kブロックのいずれか1つを活性化させることが可能である。また、その他のいずれの表示行も、この加重cq0 活性化パターンと比較する時多くともvの混線を含む網構成を持つ。
0≦r<1としてrの各々の選択に関して加重cq0q1...qrの容易に計算された活性化パターンを使用して、(q0q1...qr)k表示行のブロックの活性化を可能にするように、上記概念を拡張することができる。その他の表示行に関する混線は多くともvである。計算は前述の場合より複雑であることはない。
連結構造の2つの例を以下に提示するが、その他多くの可能性がある。
連結方式の第1の例において、c=4およびv=2である。
Q=1,4,5,7または11 mod 12と仮定する。次に、Q ≠ 2 mod 4および
Q≠ 0 mod 3である。従って、Qの最小素数累乗除数は4であるので、
と表すことができる(但し各qiは4以上の素数累乗である)。
Q=1,4,5,7または11 mod 12に関して、n=4Q、c=4、v=2およびN=Q3の構成を得るため、t=4およびk=3が取り上げられる。n=4Qであるので、Q3=n3/64であり、構成はN=n3/64のパターンを持つ。これらのパラメータに関して、上記引用Johnson氏らの文献の上限はおよそn3/24である。従って、このファミリは効率的なファミリであって、Nの最善値の約371/2パーセントを達成する。
連結方式の第2の例において、c=5およびv=1である。Q=1または5 mod 6と仮定する。従って、Qの最小素数累乗除数は5であるので、q≧5であり、Q=1または5 mod 6に関して、n=5Q、c=5、v=1およびN=Q2の構成を得るため、t=5およびk=2が取り上げられる。n=5Qであるので、Q2=n2/25であり、構成はN=n2/25のパターンを持つ。これらのパラメータに関して、上記引用Johnson氏らの文献の上限はおよそn2/20である。従って、このファミリは非常に効率的なファミリであって、Nの最善値の約80パーセントを達成する。これらの構成に固有の連結構成を使用すれば、網構造に関する活性化パターンを計算する効率的な方法を得ることが可能である。この方法は、特別の場合はハードウエアで実施することもあり得るが、プログラムされたコンピュータによる実施に最も適している。
連結方式の文脈において、複数行アドレス指定を考慮すると、前述のように、
である。表示行に対する活性化パターンおよび網構成の割り当てが注意深く行われれば、1階層レベルの複数行アドレス指定を持つことが可能である。最も細密なレベルにおいて、cq0駆動線を活性化させることによってq0 k連続表示行のブロックをアドレスすることが可能である。全般的活性化パターンの計算は簡単である。(q0 kのブロックにおける表示行のセットの外側の)他のいかなる表示行との混線はなおもvである。次のレベルにおいて、c(q0q1)駆動線を活性化させることによって、(q0q1)kの連続的表示行ブロックをアドレスすることが可能であり、以降のレベルにおいても同様である。
別の種類の複数行アドレス指定を可能性にするもう1つのアドレス指定方式ファミリを以下に記述する。これらの方式のすべてはc=2およびv=1を持つ。いくつかの固定的整数t≧2に関して、連続的表示電極(出力部)のtより大きくない1、2、3またはその他のいかなる数も簡単に計算される活性化パターンによって活性化されることができ、一方、その他の表示行はこの活性化パターンと比較される時多くとも1つの混線を含む網構成を持つという特性をこれら方式は持つ。
前述の場合と同様に、出力ノード(表示行)を中間ノード(駆動線)に接続する方法が、任意の特定の出力ノードを完全に活性化させるためどの中間ノードが刺激されなければならないかを計算するアルゴリズムの多段プロセスに沿って、記述される。
t=2および駆動線数nが少なくとも7であるケースにおいて第1のアドレス指定方式が記述される。もう1つのパラメータwはnに関連づけられるもので、w=[n-3/4]と定義される。このアドレス指定方式における出力ノードの数Nは2nwと等しく、nの各々に関してnは整数n2/2-3nと少なくとも同じ大きさである。これは、c=2およびv=1の場合のn駆動線に関する方式における表示電極の最大可能数
の5n/2の範囲内にある。表示電極のいかなる連続ペアをも同時にアドレスすることができるという利点が更にある。
駆動線と表示電極の間の接続が以下記述される。Dはある1つの表示電極の番号であるとする(但し0≦d<2nw)。
・D=2ni+jである(0≦j<2nおよび0≦i<w)。
・jが偶数であれば、番号Dの出力部をj/2および(j/2)-2-i mod nという番号の駆動線に接続する。
・jが奇数であれば、番号Dの出力部を((j-1)/2)-2-2i mod nおよび(j+1)/2 mod nという番号の駆動線に接続する。
n=10の場合、w=2であり、上記手順の結果、各々が2つの1を含む40の活性化パターンが得られる。この例に関する活性化パターンのリストは次の表7に示される通りである。
この40の活性化パターンのセットは、いかなる単一活性化パターンも、あるいは、いかなる連続活性化パターンのペアも、その他のいかなる活性化パターンと多くとも1つの混線を持つという特性を持つ。
次に、アドレス復号器によって実行されるべき計算プロセスを記述する。入力は、活性化されるべき表示電極の番号であり、出力は、活性化パターン(同じことであるが、駆動線に対応する範囲0,1,...,n-1における番号)である。Dは表示電極の番号であるとする(0≦D<2nw)。整数Dがアドレス復号器に入力される。次に以下の手順が実行される。
・D=2ni+jに関して、jおよびiをユニークな整数であるとする(但し0≦j<2nおよび0≦i<w)。実際、i=[D/2n]、j = D mod 2nである。
・jが偶数であれば、j/2および(j/2)-2-2i mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
・jが奇数であれば、((j-1)/2)-2-2i mod nおよび(j+1)/2 mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
この方式に関して最後に、2つの連続的表示電極DおよびD+1(但し0≦D<2nw-1)を活性化するために必要とされる活性化パターンをアドレス復号器が計算する方法を記述する。
・D=2ni+jに関して、jおよびiをユニークな整数であるとする(但し0≦j<2nおよび0≦i<w)。実際、i=[D/2n]、j = D mod 2nである。
・jが偶数であれば、j/2および(j/2)-2-2i mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
・jが奇数でj≠2n-1であれば、((j-1)/2)-2-2i mod nおよび(j+1)/2 mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
・jが奇数でj=2n-1であれば、((j-1)/2)-2-2i mod n、0、および-4-2i mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
t=3またはt=42および駆動線数nが少なくとも9であるケースのアドレス指定方式を以下記述する。ここでもパラメータwが使用され、w=[n-3/6]と定義される。このアドレス指定方式における出力ノードの数Nは2nwと等しく、nの各々に関してnは整数n2/3と少なくとも同じ大きさである。
駆動線と表示行の接続は次のように行われる。Dは表示電極の番号であるとする(0≦D<2nw)。
・D=2ni+jである(0≦j<2nおよび0≦i<w)。
・jが偶数であれば、番号Dの出力部をj/2および(j/2)-3-3i mod nという番号の駆動線に接続する。
・jが奇数であれば、番号Dの出力部を((j-1)/2)-3-3i mod nおよび(j+1)/2 mod nという番号の駆動線に接続する。
n=12の場合、w=1であり、各々2つの1を含む24の活性化パターンが得られる。このパラメータ・セットに対する活性化パターンのリストは次の表8に示される通りである。
この24の活性化パターンのセットは、いかなる単一活性化パターンも、あるいは、いかなる連続活性化パターンのペアも、その他のいかなる活性化パターンとの混線は多くとも一つであるという特性を持つ。
次に、アドレス復号器によって実行されるべき計算プロセスを記述する。入力は、活性化されるべき表示電極の番号であり、出力は、活性化パターン(同じことであるが、駆動線に対応する範囲0,1,...,n-1における番号)である。Dは表示電極の番号であるとする(0≦D<2nw)。整数Dがアドレス復号器に入力される。次に以下の手順が実行される。
・D=2ni+jに関して、jおよびiをユニークな整数であるとする(但し0≦j<2nおよび0≦i<w)。実際、i=[D/2n]、j = D mod 2nである。
・jが偶数であれば、j/2および(j/2)-3-3i mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
・jが奇数であれば、((j-1)/2)-3-3i mod nおよび(j+1)/2 mod nという位置に1を持ち、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
この方式に関して最後に、s個の連続的表示電極D,D+1,...,D+s-1(但し2≦s≦4および0≦D<N-s+1)を活性化するために必要とされる活性化パターンをアドレス復号器が計算する方法を記述する。これを達成する簡単な方法は、活性化されるべき表示電極数である整数の各々毎に1回ずつ上述の多段プロセスをs回実行することである。
次に、t≧5である一般的値tに関するアドレス指定方式ファミリを記述する。tの各値に対して、アドレス指定方式の1つのファミリが記述される。n≧6(t-1)としたnの各偶数値に対する1つの方式はN=n2/4-n(t-1)/2の活性化パターンを含む。
駆動線と表示電極の間の接続を以下記述する。Dは表示電極の番号であるとする(但し0≦D<n2/4-n(t-1)/2)。以下において、mはn/2を意味する。
・D=(m-t+1)i+jとする(但し、0≦jおよび0≦j<m-t+1)。
・i = 0 mod 3であれば、番号Dの出力を、番号m+1の駆動線、および、
t-1,t,t+1,...,2t-3,3t-3,3t-2,...,m-2,m-1,2t-2,2t-1,..,3t-5,3t-4
というリストにおけるj番目の整数の番号の駆動線に接続する。
・i = 1 mod 3であれば、番号Dの出力を、番号m+iの駆動線、および、
0,1,2,...,t-2,3t-3,3t-2,...,m-2,m-1,t-1,t,...,2t-3
というリストのj番目の整数の番号の駆動線に接続する。
・i = 2 mod 3であれば、番号Dの出力を、番号m+1の駆動線、および、
2t-2,2t-1,2t,...,m-2,m-1,0,1,...,t-2
というリストのj番目の整数の番号の駆動線に接続する。
例えば、n=24、t=5、m=n/2=12の場合、N=96の表示電極に関するアドレス方式がある。このケースでは、上述の3つのリストは、
i=0 mod 3:4,5,6,7,8,9,10,11
i=1 mod 3:0,1,2,3,4,5,6,7
i=2 mod 3:8,9,10,11,0,1,2,3
である。
このケースにおける活性化パターンの例は次の表9に示されている。
この96の活性化パターン・セットは、いかなる単一活性化パターンも、あるいは、2、3、4、または5個の連続活性化パターンのいかなるセットも、別の活性化パターンとの混線は多くとも一つであるという特性を持つ。
次に、単一表示電極が活性化されるべき時にアドレス復号器によって実行されるべき計算プロセスを記述する。入力は、活性化されるべき表示電極の番号であり、出力は、活性化パターン(同じことであるが、駆動線に対応する範囲0,1,...,n-1における番号ペア)である。
Dは表示電極の番号であるとする(但しO≦D<n2/4-n(t-1)/2)。整数Dがアドレス復号器に入力される。次に、以下の手順が実行される。
・D=(m-t+1)i+jを満たすユニークなiおよびjを計算する(但し、0≦i<mおよび0≦j<m-t+1)。
・i=0 mod 3であれば、位置m+i、および、
t-1,t,t+1,...,2t-3,3t-3,3t-2,...,m-2,m-1
というリストのj番目の整数によって標示される位置に1を含み、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
・i=1 mod 3であれば、位置m+i、および、
0,1,2,...,t-2,3t-3,3t-2,...,m-2,m-1,t-1,t,...,2t-3
というリストのj番目の整数によって標示される位置に1を含み、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
・i=2 mod 3であれば、位置m+i、および、
2t-2,2t-1,2t,...,m-2,m-1,0,1,...,t-2
というリストのj番目の整数によって標示される位置に1を含み、その他の位置は0である活性化パターンを出力する。
これら方式に関して、最後に、アドレス復号器が、任意のs個の連続表示電極D,D+1,...,D+s-1を活性化するために必要な活性化パターンを計算する方法を記述する(但し、2≦s≦tおよび0≦D<n2/4-n(t-1)/2-s+1)。これを実行する単純な方法は、活性化されるべき表示電極の番号である整数の各々について一度、上述の多段プロセスをs回実行することである。
パターン生成の基礎をなす理論を以上記述したので、以下に、網構成およびアドレス指定技法、およびこれら技法の特定の実施形態を記述する。
表示装置またはその他同等のものの設計および製造において、インピーダンス26または同等のものの網構成はコンピュータまたは専用ハードウェアによって計算されることができる。コンピュータの場合、汎用コンピュータが使用されるかもしれない。アフィン幾何配置技法AG(3,4)を使用して、パラメータc=4、V=1、c/v=4、n=64およびN=256を用いて網構成を生成するプログラムの1つの例を以下に記載する。このプログラムは、本明細書における例示の目的から、WordPerfect 6.1マクロ言語で書かれている。当然のことながら、実際には、より適切な言語が使用される。
このプログラムの結果は以下の表10に提示されている。表10からわかるように、番号0の表示行は、番号0、16、32、48の駆動線に接続されなければならず、番号1の表示行は、番号0、17、34、51の駆動線に接続されなければならず、以下同様である。この結果を注意深く分析すれば、いかなる2つの表示行も、複数の駆動線に共有形態で接続されることがない点を確認することができる。
抵抗器26に関する特定の網構成を決定した後、対応する活性化パターンを生成する復号器20を構築することが必要である。図10を参照して上述したように、これは、照合テーブル40を使用して実施することが可能である。また、上述した特定のアフィン幾何配置方式においては、B0、B1、B2およびB3が、0≦B1<16、16≦<B0<32、32≦<B3<48および48≦B4<64という関係を満たす点が指摘される。従って、図12に示されているように、バス42上の8ビット・アドレスDを64本駆動線44のうちの4本へマップする照合テーブル40を使用することの代わりに、4つの照合テーブル400、401、402および403を使用することができる。これらテーブルの各々は、8ビット・アドレス42を64本駆動線44のうちの16本の1つにマップする。
図13に示されているような代替実施形態において、復号器20は、プログラムを格納し、作業メモリとして使用されるROM48に関連づけられるマイクロプロセッサ46によって提供される。マイクロプロセッサ46は、復号タスク専用とすることも、表示装置に接続されるその他の動作を実行するマイクロプロセッサによって提供されることもできる。動作的には、マイクロプロセッサは、バス42の8ビット・アドレス値Dを64駆動線44のうちの4つの駆動線の活性化にマップするようにプログラムされる。そのようなプログラム例は、再びWordPerfect 6.1のマクロ・プログラミング言語で書かれていて、以下のように示される。
(注意されるべきは、上記プログラムは、キーボードから種々な入力を受け取り、表示画面上に出力を表示するように設計されている。実際には、行6乃至行9の″GetNumber″命令および行11の″Type″命令は、アドレスバス42から種々のビットを取得してそれぞれの駆動線44を活性化する命令と置き換えられるであろう。)
上記提示された256の網構成および、従って、同等の活性化パターンを注意深く分析すると、駆動線44が4という順序群で一緒にORされれば、特定のアドレスされた表示行が活性化されるだけではなく、アドレスされた表示行と同じ16表示行グループにおける他の15表示行も活性化されるが、それら他の表示行は完全活性化の4分の1を越える活性化を受け取らないことがわかる。換言すれば、そのようなOR演算が実行され、アドレスされた表示行の番号がDであるとすれば、
実際に活性化される表示行は、(16xINT(D/16))から15+(16xINT(D/16))までの番号の行である(但し、INT()は()整数部分を意味する)。このように、16行からなるブロックでの複数行アドレス指定を実行することができる。更に、注意すべき点であるが、駆動線44のすべてが一緒にORされると、特定のアドレスされた表示行が活性化されるだけではなく、その他の255表示行のすべても活性化される。このようにして、全ディスプレイの複数行アドレス指定を実行することができる。このような1行、16行および256行の間での表示の選択可能な解像度の機能を提供するために、上記プログラムは次のように修正される。
(前述の″GetNumber″および″Type″に関する注記はこの場合も適用されるが、それに加えて、このプログラムの行2の″GetNumber″命令は、図13に示されるような2ビット・バス52から、またはバス42から異なる時点で解像度値を入手する命令と置き換えられるであろう。)
以下、図14乃至図19を参照して、ハードウエア実施形態を記述する。最初に、図14を参照すれば、復号器20は4つの計算回路54および論理回路56を含む。計算回路540のうちの1つは、バス42上の8ビット表示行アドレスDおよび値A=0を受け取り、64ビット入力Bのうちのビット16乃至31を生成して論理回路56に出力する。計算回路540のうちの別の1つは、バス42上の8ビット表示行アドレスDおよび値A=1を受け取り、64ビット入力Bのうちのビット0乃至15を生成して論理回路56に出力する。計算回路540のうちの更に別の1つは、バス42上の8ビット表示行アドレスDおよび値A=2を受け取り、64ビット入力Bのうちのビット48乃至63を生成して論理回路56に出力する。計算回路540のうちの残りの1つは、バス42上の8ビット表示行アドレスDおよび値A=3を受け取り、64ビット入力Bのうちのビット32乃至47を生成して論理回路56に出力する。論理回路56は、また、バス52上の2ビット解像度信号Rを受け取って、駆動線44を活性化する。
図15に示されるように、計算回路54の各々は、上述された
バイナリ演算を行う、図16に示されているような5つの
照合テーブル58、上述された
バイナリ演算を行う、図17に示されているような
照合テーブル60のペア、および、26対64復号器62を備える。
2つの
照合テーブル580、581が計算の第1段階を提供し、
照合テーブル600、601が計算の第2段階を提供し、3つの
照合テーブル582、583、584が計算の第3段階を提供し、復号器62が計算の第4段階を提供する。具体的には、
照合テーブル580が値D0およびD1を受取り、値Z0を生成する。
照合テーブル600が値Z0および値Aを受け取って、その出力が、値D0と共に、
照合テーブル582に送られ、その結果、
照合テーブル582が値Z0,Aを生成する。
照合テーブル581が値D2およびD3を受取り、値Z1を生成する。
照合テーブル601が値Z1および値Aを受け取って、その出力が、値D2と共に、
照合テーブル583に送られ、その結果、
照合テーブル583が値Z1,Aを生成する。
照合テーブル584は値Aおよび値1を受け取り、従って、その出力はZ2,Aである。
値Z0,A、Z1,AおよびZ2,Aが符号器62に送られ、復号器52が上述のように値BAを生成する。
これらの照合テーブルは、適切に構築される論理回路と置き換えることは可能である。例えば、
照合テーブルは″ビット単位OR″回路と置き換えることができるし、その他のいずれの照合テーブルに関しても適切な論理回路を構築する方法があることは当業者に認められることであろう。
上述の場合、4つの計算回路54は同等である。1つの修正実施形態において、64ビット出力ラッチまたはレジスタと組み合わされた単一回路54が備えられる。この場合、当該回路は、変化する入力Aを用いて、4回動作する。別の修正実施形態において、Aの異なる値に対応するように、4つの計算回路54を相互に若干相違させる。これは、回路を実施するために必要とされるハードウエアの全体量を削減する。
論理回路56の更なる詳細が図18に示されている。論理回路56は、16の多重論理回路64を含む。多重論理回路64の各々は、64ビット値Bのうちの4ビットと共に、バス52から2ビット解像度信号Rを受け取る。図19に詳細が示されているように、多重論理回路64の各々は、4ビットORゲート66および3つの4ビット対4ビット・マルチプレクサ68を含む。解像度信号が(単一行アドレス指定を標示する)値R=0を持つ時、出力ビットの各々は入力ビットのそれぞれの1つに対応する。解像度信号が(16行アドレス指定を標示する)値R=1を持つ時、出力ビットの各々は入力ビットの論理ORに対応する。更に、解像度信号が(256行アドレス指定を標示する)値R=2を持つ時、出力ビットの各々は論理レベル1にある。
図14乃至図19の記述から、回路は、図13を参照して記述された複数行アドレス指定実施形態と同様に機能することがわかる。
要約すれば、本発明の上記実施形態は以下の諸点を示している。
・混線比率v/cのいかなる増加もなしに駆動線に対する表示行の可能な数の比率N/nが増加するように表示行が駆動線に接続される過程での不必要な制約の除去;
・混線比率v/cにおけるいかなる増加もなしに駆動線に対する表示行の可能な数の比率N/nが増加するように各表示行に対する付加的接続の使用;
・所望の混線比率を達成するように、各表示行に対する接続数cおよびオーバーラップ数vを実質的に相互に独立して選択する機能;
・重み一定符号手法を表示装置技術の分野に適用する機能;
・低価格リアルタイム・ハードウエアまたはプログラムされたコンピュータ実施に十分適した、迅速でコンパクトな活性化パターン生成方法の活用;および
・特定のケースにおける複数行アドレス指定。
上述された実施形態および例に対する修正および展開は本発明から離脱することなく可能である点は明白である。
Claims (12)
- 複数のアドレス値(D)のいずれかを表わすアドレス信号を受け取るアドレス入力部(42)と、
複数の駆動線(44)と、
アドレス信号に応答して、各アドレス値に関して、駆動線の組み合わせの一つを刺激するように構成される復号器(40)と、
複数の電極(16、18)であって、前記復号器から前記アドレスに応じて出される刺激を該アドレスに対応する電極が受け取るよう前記駆動線の組み合わせに接続される複数の電極(16、18)と、
を備え、
前記復号器は、有限アフィン幾何配置または有限投影幾何配置を用いてに重み一定符号のワードを決定する第1段階と、上記重み一定符号のワードに基づいて各アドレス値に対する駆動線の組み合わせを決定する第2段階とを実行する、復号器システム。 - 復号器が、前記第1段階および第2段階を実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサを含む、請求項1に記載のシステム。
- 復号器が、前記第1段階および第2段階を実行するように構成されるワイヤードロジック回路、演算回路または照合回路(54、56)を含む、請求項1に記載のシステム。
- 各アドレス値に応答して、前記電極のそれぞれの1つが刺激されるかまたはあらかじめ定められたしきい値を越えて刺激される、請求項1から請求項3のいずれかに記載のシステム。
- 複数の解像度値のいずれかを表す解像度信号を受け取る解像度入力部を含み、
前記解像度信号が第1の値を持つ時、各アドレス値に応答して刺激される駆動線の組み合わせにより、第1の数の電極が刺激され、あるいは予め定められたしきい値を越えて刺激されることを可能にし、また、
前記解像度信号が第2の値を持つ時、各アドレス値に応答して刺激される駆動線の組み合わせにより、第1の数より大きい第2の数の電極のグループが刺激され、あるいは予め定められたしきい値を越えて刺激されることを可能にするように、
復号器が解像度信号に応答する、請求項1から請求項3のいずれかに記載のシステム。 - 解像度信号が少なくとも1つの更に別の値を持つ時、各アドレス値に応答して刺激される駆動線の組み合わせが上記第1および第2の数より大きい更に別の数の電極の組み合わせが刺激されるかあるいは予め定められたしきい値を越えて刺激されることを可能にするように、復号器が解像度信号に応答する、請求項5に記載のシステム。
- 上記更に別の数が上記第2の数の整数倍である、請求項6に記載のシステム。
- 解像度信号が上記更に別の値の1つを持つ時、各電極の組み合わせは、解像度信号が上記第2の値を持つ時の予め定められた数の電極の組み合わせの和集合である、請求項7に記載のシステム。
- 上記更に別の数が上記第1の数の整数倍である、請求項6に記載のシステム。
- 解像度信号が上記更に別の値の1つを持つ時、各電極の組み合わせは、解像度信号が上記第1の値を持つ時の予め定められた数の組み合わせの和集合である、請求項6に記載のシステム。
- 上記第1の数が1である、請求項5から請求項10のいずれかに記載のシステム。
- 解像度信号が上記第2の値を持つ時各アドレス値に応答して刺激される電極が相互に隣接して物理的にグループ化される、請求項5から請求項11のいずれかに記載のシステム。
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