JPH07235892A - 小型虚像ディスプレイを具備するトランシーバ - Google Patents
小型虚像ディスプレイを具備するトランシーバInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04M1/02—Constructional features of telephone sets
- H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
- H04M1/0206—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings
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- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Transceivers (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
と、実像を生成する半導体アレイ40および第2ボディ
12に取り付けられ、実像を受けて、ビューイング開口
22で虚像を生成する光学系20を含む虚像ディスプレ
イ13とを有する携帯通信トランシーバ10。 【構成】 エレクトロニクス21はアレイ35と関連
し、受信機によって受信されたメッセージおよびグラフ
ィック・イメージに基づいて実像を生成する。ディスプ
レイは、携帯電話10を使用しながら利用者によってハ
ンドヘルド型セルラまたは携帯電話10に装着できるほ
ど十分小さい。
Description
ンシーバに関し、さらに詳しくは、携帯通信トランシー
バのビジュアル・ディスプレイに関する。
などの携帯通信トランシーバの普及が進んでいる。多く
の場合、使用者に視覚的なメッセージやグラフィック・
イメージを提供するため、トランシーバにビジュアル・
ディスプレイを設けることが望ましい。問題は、ビジュ
アル・ディスプレイは比較的高い電力を必要とし、有用
なディスプレイとなるためには十分大きな面積を必要と
することである。
晶ディスプレイ,直視型発光ダイオードなどを利用した
ビジュアル・ディスプレイを設けるのが一般的である。
これらは、トランシーバの寸法を大きくし、比較的大量
の電力を必要とする極めて大きくかつ扱いにくいディス
プレイであった。
なすために走査ミラー(scanning mirror) を内蔵してい
たが、これも比較的大量の電力を必要とし、極めて複雑
でショックに弱い。また、走査ミラーによりユニットに
振動が生じ、そのため視覚的な快適さおよび見やすさが
実質的に低下する。
ランシーバは、第1中空ボディと、第2中空ボディと、
通信受信機と、送信機と、ビューイング開口(viewing a
perture)を有する小型虚像ディスプレイ(virtual image
display) とを有する。小型虚像ディスプレイは、受信
機に動作可能に結合され、かつ実像を表示する画像生成
装置を含む第2中空ボディに内蔵される。固定光学系
は、ビューイング開口からみることができる虚像を実像
から生成する。
具備する新規の改善された携帯通信トランシーバを提供
することである。
的に節減する小型虚像ディスプレイを具備する新規の改
善された通信トランシーバを提供することである。
ィスプレイを設けるために実質的に少ないスペースしか
必要としない小型虚像ディスプレイを具備する新規の改
善された携帯通信トランシーバを提供することである。
にみることができ、同時に音声通信を行うことができる
小型虚像ディスプレイを具備する新規の改善された携帯
通信トランシーバを提供することである。
ィ12およびそこに装着された小型虚像ディスプレイ1
3を有する携帯通信トランシーバ10を示す。第1中空
ボディ11および第2中空ボディ12は、第2中空ボデ
ィ12が第1中空ボディ11の上に閉じるように、また
第2中空ボディ12が閉位置から開いてトランシーバ1
0を動作可能に起動できるように、ヒンジまたはピボッ
トで取り付けられる。もちろん、携帯通信トランシーバ
10は、セルラ電話,コードレス電話,ページング機能
付きセルラ電話,ページャなど周知の携帯受信機でもよ
いことが理解される。本実施例では、説明の便宜上、携
帯通信トランシーバ10は携帯セルラ電話である。携帯
通信トランシーバ10は、呼を起こすための制御パネル
15と、必要に応じて、着呼番号または発呼番号を示す
標準的なビジュアル・ディスプレイ16とを含む。さら
に、第1中空ボディ11は、音声または音声通信を聞く
ためのスピーカ14を含み、また送信機に動作可能に結
合されたマイクロフォン18を有する。一般に、携帯通
信トランシーバ10は、音声通信を耳で聞き、視覚的な
通信を目で見えるように、利用者の頭部に手で保持され
る。さらに、音声および視覚的な通信は、携帯通信トラ
ンシーバ10で同時に行うことができる。
ディスプレイ13の簡略断面図を示す。小型虚像ディス
プレイ13は、固定光学系20に実像(real image)を与
える画像生成装置21を含み、この固定光学系20は、
図3に示すように、開口22またはレンズ28を介して
利用者からみることができる虚像(virtual image) を生
成する。固定光学系20は、可動部を利用せずに画像生
成装置21からの実像全体を拡大するように構成され、
そのため開口22から見ることのできる虚像は完全なフ
レームまたは画像となり、極めて大きく写り、利用者に
よって容易に識別できる。装置21の極めて小さい実像
から虚像を生成することにより、固定光学系20は比較
的小さく、図1に示す携帯通信トランシーバ10の第2
中空ボディ12に対してほとんど追加スペースを必要と
しない。光学系20は、フォーカス,ズーム・レンズな
どの光学機能以外には可動部なしに構成される。さら
に、装置21は、実像を生成するためにあまり電力を必
要とせず、そのため図1に示す携帯通信トランシーバの
電力条件にほとんど追加しない。
イ13を簡略図で示す。小型虚像ディスプレイ13は、
表面23に実像を生成する装置21を含む。この特定の
実施例では、固定光学系20は、回折および屈折素子を
有するレンズ系24を含む。しかし、アイ・レリーフ(e
ye relief)とともに適切な虚像を提供することにより見
やすくするために、光ファイバおよびその束,ミラー,
屈折光学素子,回折光学素子,フレネル光学素子,反射
光学素子を含むレンズなど、多くのさまざまな種類の光
学素子を代用したり、レンズ系24とともに利用できる
ことが当業者に理解される。レンズ系24は、装置21
の表面23に隣接して配置された第1表面25と、レン
ズ系24の反対側で定められた第2表面26とを有す
る。レンズ系24の一部である開口またはレンズ28
は、レンズ系24の表面26に対して離間して配置さ
れ、レンズ系24と協調して、レンズ28によって一般
に定められるビューイング開口22から離れた目30か
ら見ることのできる虚像を生成する。
され、例えば、データ処理回路37によって駆動される
発光ダイオード(LED)アレイなど、発光素子アレイ
35を生成するための半導体エレクトロニクスを含む。
データ処理回路37は、例えば、発光素子アレイ35の
各LEDを制御するため論理およびスイッチング回路ア
レイを含む。データ処理回路37は、論理およびスイッ
チングアレイの他に、またはその代わりに、入力信号を
処理して発光デバイスアレイ35のLEDアレイなどの
素子上に所望の実像を生成するマイクロプロセッサまた
は同様な回路を含む。
5は、実現可能な超小型なため、また製造および動作が
簡単なために利用されるLEDアレイである。もちろ
ん、他の画像生成装置も利用でき、レーザ,フィールド
発光デバイス(FED)などが含まれるが、それに限定
されない。
図を示し、ここで画素(pixel) は一つの半導体チップ4
0上で行と列の一定のパターンで形成される。各画素
は、LED,レーザ,FEDなどの少なくとも1つの発
光素子を含む。さらに、望ましければ、輝度および冗長
性を追加するために、平行な発光素子を含むことができ
る。周知な方法で行および列で特定の画素をアドレス指
定することにより、特定の画素を付勢して、実像を生成
する。デジタルまたはアナログ・データは、入力端子3
8で受けられ、所定の実像を生成するために選択された
画素を付勢できる信号にデータ処理装置37によって変
換される。発光素子アレイ35は、FEDアレイ,レー
ザ・アレイ,LEDアレイなどの任意の適切なアレイか
らなることが当業者に理解される。
0は図面において拡大されていることが当業者に理解さ
れる。半導体チップ40の実際の寸法はさまざまである
が、一般に、半導体チップ40は一辺が約1センチメー
トルから1.0ミリメートルの範囲である。ただし、本
発明の好適な実施例では、半導体チップ40の寸法は、
一辺が1.0センチメートルから0.1センチメートル
の範囲である。さらに、各発光素子または画素の寸法
は、一辺が約50.0ミクロンから0.25ミクロンで
あり、好適な範囲は20.0ミクロンから0.5ミクロ
ンである。また、半導体技術が改善するにつれて、チッ
プ上に形成できる形状サイズの小型化が進み、チップ4
0上でさらに大量の情報およびグラフィック・イメージ
を表示できる。
イ35によって生成された実像を受光し、この像をレン
ズ系24を介して表面26に伝送するように、発光素子
アレイ35に隣接して配置される。図3は表面23と表
面25との間にスペース27を示しているが、スペース
27は本発明では必ずしもある必要はない。図2および
図3に示す特定の実施例では、レンズ系24は拡大光フ
ァイバ束であり、そのためレンズ系24は長さ方向に先
細り(taper) して示されており、表面26における像が
表面25における実像よりも大きくなる。本実施例にお
ける先細りにより、表面25における像の2倍の大きさ
の像を表面25において得られ、これは2倍率に相当す
る。望ましければ別の倍率(テーパ)を含んでもよいこ
とが当業者に理解される。また、レンズ系24は屈折光
学素子,回折光学素子,反射光学素子,フレネル光学素
子などの任意の組合せでもよいことが当業者に理解され
る。
ズ系または開口は、表面267から像を受け、それを所
定の量で拡大するため、レンズ系24の表面26から離
間して装着される。本実施例では、発光素子アレイ35
からの実像が全部で20倍に拡大されるように、レンズ
28は像をさらに10倍(10x)する。もちろん、レ
ンズ系は、望ましければ、焦点およびさらなる拡大のた
めに調整可能でもよく、あるいは簡単なようにハウジン
グ内で固定してもよいことが理解される。レンズ系24
からレンズ28によって受光される像は発光素子アレイ
35よりもはるかに大きいので、レンズ系は倍率全体を
行わず、よって少ない倍率で大きく構成される。このよ
うに大きな寸法のため、レンズ系は視野が大きく、有効
距離が長い。
をビューイング開口22から配置して、しかも像を適切
に見ることができる距離であり、この距離は図3におい
て「d」と示される。レンズ28の寸法のため、アイ・
レリーフまたは距離dは、見やすさを提供するのに十分
であり、本実施例では、見るものが必要ならば通常の眼
鏡をかけることができる距離である。利用者は通常の矯
正レンズ(個人の眼鏡)を身につけることができるの
で、フォーカスおよび他の調整機能は必要なく、そのた
め、虚像ディスプレイ13は極めて簡単かつ安価に作る
ことができる。
し、ここで同様な部分は同様な参照番号で表され、異な
る実施例を示すためプライム記号「’」が付けられる。
本発明のこの実施例では、携帯通信トランシーバ10’
は、虚像ディスプレイ70を利用して、第2中空ボディ
13’に含まれる小型虚像ディスプレイ13’を有す
る。小型虚像ディスプレイ13’は、図1および図2の
小型虚像ディスプレイ13と基本的に同様であるが、虚
像ディスプレイ70を利用することにより、小型虚像デ
ィスプレイ13’のより平坦な構造が可能になる。
おいて示される。導波管虚像ディスプレイ70におい
て、前述の装置21と同様な画像生成装置71は、実像
を与えるため光導波管72の入口に取り付けられる。装
置71における実像からの光線は、第1面73上の所定
の領域に角度を付けて配向され、ここで光線は面73,
74によって定められる光路に沿って第2面74に反射
される。3つの回折レンズ75,76,77は、反射さ
れた光線が配向される次の3つの所定の領域において面
73,74に取り付けられる。回折レンズ75,76,
77は、所望の大きさの虚像が光導波管72の出口によ
って定められる開口78で見ることができるように、所
要量の倍率,収差補正および/または濾光を行う。
プレイ80を概略図で示す。導波管虚像ディスプレイ8
0において、前述の装置21と同様な画像生成装置81
は、実像を与えるため光導波管82の入口に取り付けら
れる。導波管82は、等しく平行であるが隣接面似対し
て直交しない対置する面83,84および85,86を
有する平行四辺形(側面図)の形に一般に形成される。
面83は入口を定め、装置81における実像からの光線
を、すべての4つの面によって定められる光路に沿って
隣接面85上の所定の領域に配向する。3つの回折レン
ズ87,88,89は、3つの所定の領域において隣接
する面85,84,86に沿って配置され、面86にお
ける出口で見ることができる虚像に対して拡大,収差補
正および/または濾光を行う。この特定の実施例は、寸
法全体がある程度縮小され、導波管の材料の量が低減さ
れて、重量および使用材料を軽減したディスプレイを示
す。
プレイ90を概略図で示す。導波管虚像ディスプレイ9
0において、一般に側面図で三角形を有する光導波管9
1が用いられる。前述の装置21と同様な実像を生成す
るための画像生成装置92は、光導波管91の第1面9
3に取り付けられ、第2面95に取り付けられた回折レ
ンズ94まで光路に沿って直接移動する光線を発光す
る。光線は、レンズ94から、第3面97に取り付けら
れた回折レンズ96に反射される。レンズ96は、面9
3で光導波管91の出口に取り付けられた最後の回折レ
ンズ98を介して光線を反射し、このレンズ98はディ
スプレイ90のビューイング開口を定める。この特定の
実施例では、ディスプレイ90の面は、光線がそれぞれ
直交に入口から入り、出口から出るように、互いに対し
て角度を付けて配置される。
91年9月30日に米国に出願され、同じ譲受人に譲渡
された同時係属出願の出願番号07/767,179、
文書番号CR07599 "COMPACT VIRTUAL IMAGE DISPLAY" で
詳しく説明されている。また、小型虚像ディスプレイ7
0,80,90ならびに本発明で利用できる他の小型虚
像ディスプレイについては、同じ譲受人に譲渡された出
願番号07/767/180、文書番号CR07611 で19
91年9月30日に出願され、1993年6月6日に発
行された米国特許第5,224,198号"WAVEGUIDE V
IRTUAL IMAGE DISPLAY" において詳しく説明されてい
る。
は13’のビューイング開口22を利用者が見たときの
一般的な表示500を示す、図1のハンドヘルド・トラ
ンシーバ10の斜視図である。表示500は、例えば、
即座の判断を必要とするビジネス・ファックスでよい。
さらに別の例では、医療チャートを携帯トランシーバ1
0,10’にファックスしたり電子的に送信でき、同時
に見ながら通話できる。同様に、小型虚像ディスプレイ
13または13’は、行方不明者や指名手配犯罪者の写
真,地図,長文メッセージなどを送信するために利用で
きる。メッセージが音声ではなく小型虚像ディスプレイ
13または13’上に現れる無音(silent)受信動作など
の多くの他の変形例も可能である。さらに、これらの画
像は、周知の方法法でコンピュータにダウンロードで
き、そのため情報が失われることがない。
し、ここで図1に示すものと同様または同一の機能は同
様な参照番号が付されている。図11に示すように、小
型虚像ディスプレイ130を有する第3中空ボディ12
0は、第2中空ボディ12にピボットまたはヒンジによ
って取り付けられ、2つの小型虚像ディスプレイ13お
よび130を利用者は利用できる。2つの小型虚像ディ
スプレイ13,130を用いることにより、利用者は立
体または3D画像である双眼像を見ることができる。小
型虚像ディスプレイ13,130は、前述のように構成
される。第3中空ボディ120は、中空ボディ12が2
つの小型虚像ディスプレイを有するように、第2中空ボ
ディ12に組み込むことができることが当業者に理解さ
れる。
が望ましいページャおよび他の小型受信機および小型送
信機は、ディスプレイの寸法によって特に制限される。
一般に、このようなディスプレイは一行の短いテキスト
に制限され、ディスプレイの寸法は受信機の寸法を左右
する。本発明の実施例を利用することにより、数行のテ
キストまたはグラフィック・イメージを取り込むことが
でき、受信機の寸法を実質的に小さくできる。さらに、
ディスプレイはより鮮明で読みやすい。
に改善された携帯通信トランシーバが開示され、半導体
チップ素子上に形成された実像を利用する超小型虚像デ
ィスプレイを内蔵する。虚像ディスプレイを利用するの
で、ディスプレイは極めて小さく構成され、ほんのわず
かの電力しか必要としない。さらに、虚像ディスプレイ
の超小型および低電力消費のため、寸法または電力条件
に実質的に影響を与えずに、セルラ電話などの携帯トラ
ンシーバに内蔵される。小型虚像ディスプレイは、快適
で見やすい虚像を生成するため十分なアイ・レリーフと
レンズ有効距離とともに所定の倍率を与える。また、可
動部や電力を消費するモータなどを用いずに、完全な虚
像が生成される。さらに、小型虚像ディスプレイの一部
として設けられるエレクトロニクスにより、さまざまな
極めて小さい実像を生成でき、これを利用者は容易かつ
快適に見ることができる。この極めて小さい実像は大き
な虚像に拡大され、利用者に見やすくなる。
たが、更なる修正や改善は当業者に想起される。よっ
て、本発明は図示の特定の様式に限定されず、特許請求
の範囲において本発明の精神および範囲から逸脱しない
一切の修正を含むものとする。
図である。
虚像ディスプレイの拡大概略図である。
ニクスの簡略ブロック図である。
の一部が省略されたLEDアレイの拡大上面図である。
シーバの斜視図である。
様な別の小型虚像ディスプレイの概略図である。
様な別の小型虚像ディスプレイの概略図である。
バの一般的な表示を示す斜視図である。
信トランシーバの斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 虚像ディスプレイ(13)を具備する携
帯トランシーバ(10)装置であって:携帯送信機およ
び携帯受信機を含む第1中空ボディ(11)と、前記第
1中空ボディ(11)にピボットで取り付けられた第2
中空ボディ(12)と、前記第2中空ボディ(12)に
内蔵されたビューイング開口(22)を有する小型虚像
ディスプレイ(13)とを含む携帯トランシーバ(1
0)装置であって、前記小型虚像ディスプレイ(13)
は、前記携帯受信機に動作可能に結合され、完全な実像
を生成する画像生成装置(21)と、前記ビューイング
開口(22)から見ることのできる虚像を前記完全な実
像から生成する固定光学系(20)とを含む携帯トラン
シーバ(10)装置。 - 【請求項2】 前記画像生成装置(21)は、複数の画
素を定める半導体素子のアレイ(35)と、前記画素と
前記受信機とに接続された画像形成エレクトロニクスと
を含み、前記半導体素子のアレイ(35)が前記携帯受
信機から受信された信号に基づいて実像を形成すること
をと特徴とする請求項1記載の虚像ディスプレイ(1
3)を具備する携帯トランシーバ(10)装置。 - 【請求項3】 前記アレイ(35)は、発光ダイオード
からなることを特徴とする請求項2記載の虚像ディスプ
レイ(13)を具備する携帯トランシーバ(10)装
置。 - 【請求項4】 虚像ディスプレイ(13)を具備する携
帯トランシーバ(10)装置であって:第2中空ボディ
(12)にヒンジで取り付けられた第1中空ボディ(1
1);携帯送信機および携帯受信機であって、前記第1
中空ボディ(11)に内蔵された携帯送信機および携帯
受信機;およびビューイング開口(22)を有する小型
虚像ディスプレイ(13)であって、前記小型虚像ディ
スプレイ(13)は前記受信機に動作可能に取り付けら
れ、実像を生成する画像生成装置(21)と、前記ビュ
ーイング開口(22)から見ることのできる虚像を前記
実像から生成する固定光学系(20)とを含み、前記小
型虚像ディスプレイ(13)は前記第2中空ボディ(1
2)に内蔵される小型虚像ディスプレイ(13);によ
って構成されることを特徴とする虚像ディスプレイ(1
3)を具備する携帯トランシーバ(10)装置。 - 【請求項5】 3D虚像ディスプレイを具備する携帯ト
ランシーバ(10’)装置であって:第1中空ボディ
(11’),第2中空ボディ(12’)および第3中空
ボディ(120)であって、前記第2中空ボディ(1
2’)が前記第1中空ボディ(11’)にヒンジで取り
付けられ、前記第3中空ボディ(120)が前記第2中
空ボディ(12’)にヒンジで取り付けられた第1中空
ボディ(11’),第2中空ボディ(12’)および第
3中空ボディ(120);携帯送信機および携帯受信機
であって、前記第1中空ボディ(11’)に内蔵された
携帯送信機および携帯受信機;およびビューイング開口
(22)を有する第1および第2小型虚像ディスプレイ
(13’,130)であって、前記小型虚像ディスプレ
イ(13)は前記受信機に動作可能に取り付けられ、実
像を生成する画像生成装置(21)と、前記ビューイン
グ開口(22)から見ることのできる虚像を前記実像か
ら生成する固定光学系とを含み、前記第1小型虚像ディ
スプレイ(13’)は前記第2中空ボディ(12’)に
内蔵され、前記第2小型虚像ディスプレイ(130)は
前記第3中空ボディ(120)に内蔵される第1および
第2小型虚像ディスプレイ(13’,130);によっ
て構成されることを特徴とする3D虚像ディスプレイを
具備する携帯トランシーバ(10’)装置。
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|---|---|---|---|
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