(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動する第１及び第２モードを持つバックライトパネル構造において、光を放出する発光状態及び光学的に透明な透光状態を持つ電気光学パネル、及び前記第１モード中、前記電気光学パネルの前記発光状態を選択し、前記第２モード中、前記電気光学パネルの前記透光状態を選択するための状態選択手段を有し、前記第１モード中、前記電気光学パネルは光を放出し、前記第２モード中、前記電気光学パネルは、外部光源から発せられた光を、実質的に散乱なしに透過させることができ、
前記電気光学パネルは、前記発光状態中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を有し、前記発生した光をこれらの間で内部全反射させることができる光案内構造、及び前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造を有し、前記状態選択手段は、前記第１モード中、前記光散乱作動状態を選択し、前記第２モード中、前記非光散乱作動状態を選択するための手段を有し、前記第１モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で内部反射された光を散乱し、前記散乱された光の少なくとも一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記第２モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに、透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記第１モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記第１モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記第２モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記第２モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、バックライトパネル構造。
【請求項２】
前記光発生手段は、光学的に透明な第１及び第２の伝導性電極層の間に挟んだエレクトロルミネセント材料層を有し、前記光学的に透明な第１及び第２の伝導性電極層は、光学的に透明な第１及び第２のパネルの夫々に対して配置されており、前記エレクトロルミネセント材料層は、前記透光状態では、光学的に透明である、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項３】
前記エレクトロルミネセント材料は、二酸化アルミニウムである、請求項２に記載のバックライトパネル構造。
【請求項４】
前記電気光学パネルに対して取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項２に記載のバックライトパネル構造。
【請求項５】
前記電気光学パネルに物理的に取り付けられたフレネルレンズ構造を更に有する、請求項２に記載のバックライトパネル構造。
【請求項６】
前記バックライトパネル構造に取り付けられたプログラム可能なスペーシャルマスクを更に有する、請求項２に記載のバックライトパネル構造。
【請求項７】
前記プログラム可能なスペーシャル光マスクと隣接した光学的に透明なタッチスクリーンパネルを更に有する、請求項６に記載のバックライトパネル構造。
【請求項８】
前記光案内パネルは、前記光発生手段が発生した光を、前記第１及び第２の光案内面間で内部全反射するため、前記光案内構造内に透過させる第１光伝導縁部を有する、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項９】
前記光案内構造の前記第２光案内面から所定距離のところに取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１０】
前記光拡散構造は、光学的に透明な電極面を持つポリマー分散型液晶パネルからなる、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１１】
前記電気光学式第３光拡散パネルに対して取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１２】
前記電気光学式第３光拡散パネルに物理的に取り付けたフレネルレンズ構造を更に有する、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１３】
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、所定のパターンで分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の前記第１光案内面に沿って光を前記第１電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記プログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、光を前記第２電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で光を前記第３電界に応じて選択的に散乱する、請求項12に記載のディスプレーパネルアッセンブリ。
【請求項１４】
前記光案内構造は、光学的に透明なプラスチックからつくられている、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１５】
前記光案内構造は、第１及び第２の光伝導縁部を有し、前記光発生手段は、前記第１及び第２の光伝導縁部の夫々に沿って配置された第１及び第２の螢光チューブを有し、前記第１及び第２の螢光チューブは、前記第１モード中、光を発生して前記第１及び第２の光伝導縁部に通し、光を前記第１及び第２の光案内面間で内部反射させる、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１６】
前記第１及び第２の螢光チューブから発せられた光を焦合し、焦合した光を前記第１及び第２の光伝導縁部間及び前記光案内構造内に差し向けるため、前記第１及び第２の螢光チューブの夫々の近くに配置された第１及び第２の焦合要素を更に有する、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１７】
前記プログラム可能なスペーシャル光マスクと隣接した光学的に透明なタッチスクリーンパネルを更に有する、請求項１に記載のバックライトパネル構造。
【請求項１８】
作動する第１及び第２モードを持つバックライトパネル構造において、前記第１モード中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を持ち、前記発生した光をこれらの面間で内部全反射させることができる、光案内構造、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造、及び前記第１モード中、前記光拡散構造に対して前記光散乱作動状態を選択し、前記第２モード中、前記光拡散構造に対して前記非光散乱作動状態を選択するための状態選択手段を有し、前記第１モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で反射された光を散乱し、散乱された光の一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記第２モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに透過させ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記第１モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記第１モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記第２モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記第２モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、バックライトパネル構造。
【請求項１９】
前記光案内パネルは、前記第１及び第２の光案内面間で内部全反射させるため、前記光発生手段から発せられた光を前記光案内構造内に透過させる第１光伝導縁部を更に有する、請求項18に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２０】
前記光案内構造の前記第２光案内面から所定距離のところに取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項19に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２１】
前記光拡散構造は光学的に透明な電極面を持つポリマー分散型液晶パネルを有する、請求項18に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２２】
前記電気光学式第３光拡散パネルに対して取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項18に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２３】
前記電気光学式第３光拡散パネルに物理的に取り付けたフレネルレンズ構造を更に有する、請求項18に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２４】
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、所定のパターンで分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の前記第１光案内面に沿って光を前記第１電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記プログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、光を前記第２電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で光を前記第３電界に応じて選択的に散乱する、請求項18に記載のディスプレーパネルアッセンブリ。
【請求項２５】
前記光案内構造は、光学的に透明なプラスチックからつくられている、請求項18に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２６】
前記光案内構造は、第１及び第２の光伝導縁部を有し、前記光発生手段は、前記第１及び第２の光伝導縁部の夫々に沿って配置された第１及び第２の螢光チューブからなり、前記第１及び第２の螢光チューブは、前記第１モード中、光を発生してこれを前記第１及び第２の光伝導縁部に通す、請求項18に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２７】
前記プログラム可能なスベーシャル光マスクと隣接した光学的に透明なタッチスクリーンパネルを更に有する、請求項18に記載のディスプレーパネル構造。
【請求項２８】
前記第１及び第２の螢光チューブから発せられた光を焦合し、焦合した光を前記第１及び第２の光伝導縁部間及び前記光案内構造内に差し向けるため、前記第１及び第２の螢光チューブの夫々の近くに配置された第１及び第２の焦合要素を更に有する、請求項26に記載のバックライトパネル構造。
【請求項２９】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを持つ画像ディスプレー装置において、前記直接視認モード中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面、及び前記光発生手段が発生した光を、前記第１及び第２の光案内面間で内部全反射させるため、その内部に透過させることができる第１光伝導縁部を有する、光学的に透明な材料から形成された光案内構造、前記光案内構造と作動的に関連し、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を有する光拡散構造、前記投影視認モード中に光学的に透明であり、前記光拡散構造を透過した光の強さを空間的に変調するための手段を有する、前記光拡散構造と隣接して配置されたスペーシャル光マスク、及び前記直接視認モード中、前記光拡散構造に対して前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記光拡散構造に対して前記非光散乱作動状態を選択するための状態選択手段を有し、前記直接視認モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で反射された光を散乱し、散乱された光の一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通じて前記スペーシャル光マスク上に透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記透過した光の強さを空間的に変調するため、実質的に散乱なしに、前記スペーシャル光マスク上に透過させることができ、
前記スペーシャル光マスクは、電気的にプログラム可能であり、前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光拡散作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられており、前記第４透光面が前記スペーシャル光マスクと隣接している、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第１光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記スペーシャル光マスクが電気的にプログラム可能であり、前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、画像ディスプレー装置。
【請求項３０】
前記光案内構造の前記第２光案内面から所定距離のところに取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３１】
前記光拡散構造は、光学的に透明な電極面を持つポリマー分散型液晶パネルからなる、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３２】
前記スペーシャル光マスクは、空間的に変調した立体的物体の第１及び第２の立体画像からなる空間的に重なった画像を表す複合ピクセルパターンを表示するためのディスプレー表面を含み、前記空間的に変調した第１立体画像は、第１の空間変調パターンに従って空間的に変調した前記立体的物体の第１立体画像の第１ピクセルパターンからなり、前記空間的に変調した第２立体画像は、第２の空間変調パターンに従って空間的に変調した前記立体的物体の第２立体画像の第２ピクセルパターンからなり、前記第２の空間変調パターンは、前記第１の空間変調パターンの論理的補完であり、前記ディスプレーパネルアッセンブリは、前記スペーシャル光マスクの前記ディスプレー表面に直接取り付けた光学的に透明なシートからなる微小偏光パネルを更に有し、前記光学的に透明なシートは、前記光学的に透明な第１のシートに永久的に形成された第１及び第２の光学的に透明なパターンを有し、前記光学的に透明な第１のパターンは、前記第１ピクセルパターンに第１偏光状態P1を与えるように、前記第１ピクセルパターンと空間的に対応しており且つこれと空間的に整合しており、前記光学的に透明な第２のパターンは、前記第２ピクセルパターンに第２偏光状態P2を与えるように、前記第２ピクセルパターンと空間的に対応しており且つこれと空間的に整合しており、前記第２偏光状態P2は前記第１偏光状態P1と異なっている、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３３】
前記スペーシャル光マスクは、電気的にプログラム可能である、請求項32に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３４】
前記電気光学式第３光拡散パネルの前記透光面と隣接して取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３５】
前記電気光学式第３光拡散パネルに物理的に取り付けられたフレネルレンズ構造を更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３６】
前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクから出る光の空間的強さを制御するためのディスプレー制御装置を更に有し、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクは、電気的にアドレス可能なピクセルのアレイからなる液晶ディスプレーパネルを有し、前記ピクセルの各々の光透過率は、前記ディスプレー制御手段によって制御できる、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３７】
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、所定のパターンで分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の前記第１光案内面に沿って光を前記第１電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、光を前記第２電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で光を前記第３電界に応じて選択的に散乱する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３８】
前記光案内構造は光学的に透明なパネルでつくられている、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項３９】
前記光案内構造は、第１及び第２の光伝導縁部を有し、前記光発生手段は、前記第１及び第２の光伝導縁部の夫々に沿って配置された第１及び第２の螢光チューブからなり、前記第１及び第２の螢光チューブは、前記直接視認モード中、光を発生してこれを前記第１及び第２の光伝導縁部に通す、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４０】
前記第１及び第２の螢光チューブから発せられた光を焦合し、焦合した光を前記第１及び第２の光伝導縁部間及び前記光案内構造内に差し向けるため、前記第１及び第２の螢光チューブの夫々の近くに配置された第１及び第２の焦合要素を更に有する、請求項39に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４１】
前記光案内構造と隣接したフレネルレンズ構造を更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４２】
前記フレネルレンズは、前記光拡散構造に取り付けられている、請求項41に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４３】
ポータブル投光装置と組み合わせた画像ディスプレー装置であって、前記ポータブル投光装置は、可視光線を発生するための光発生手段及び光焦合手段を含む第１ハウジング部分であって、前記発生させた可視光線を、光学的に処理し前記スペーシャル光マスクディスプレー表面上の画像に変換するため、前記ディスプレーパネルアッセンブリを通して焦合し且つ差し向けることができる第１ハウジング部分、前記ディスプレーパネルアッセンブリのディスプレー表面上に表示された画像を視認面上に投影するための画像投影レンズを有する第２ハウジング部分を有する、請求項41に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４４】
選択された偏光状態を前記ディスプレーパネルアッセンブリを透過した可視光線に加えるため、前記第１ハウジング部分に配置された偏光フィルタを更に有する、請求項43に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４５】
前記一体のディスプレーパネルアッセンブリが支持された光線透過開口部を持つポータブルハウジングを更に有する、請求項44に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４６】
前記光発生手段、前記光案内構造、及び前記光拡散構造が一体のディスプレーパネルアッセンブリを形成する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４７】
前記スペーシャル光マスクと隣接して配置された光学的に透明なタッチスクリーンパネルを更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４８】
前記光案内構造と隣接した薄い焦合パネルを更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項４９】
前記スペーシャル光マスクと隣接した光学的に透明なタッチスクリーンパネルを更に有する、請求項29に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項５０】
偏光眼鏡と組み合わせた、請求項49に記載の画像ディスプレー装置。
【請求項５１】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを有する、コンピューターを用いたポータブルシステムにおいて、コンパクトな構造のハウジング、一つ又はそれ以上の画像を表すデータを記憶するため、前記ハウジング内に配置されたデータ記憶手段、及び直接視認モード及び投影視認モードを有する、前記ハウジング内に支持されたディスプレーパネルアッセンブリを有し、前記ディスプレーパネルアッセンブリは、前記直接視認モード中に光を発生するための光発生手段、前記直接視認モード中、前記発生させた光をその間で内部全反射させることができる第１及び第２の光案内面を有する光案内構造、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を有する、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造、前記光拡散構造と物理的に直接接触した状態で配置された、前記投影視認モード中に光学的に透明なプログラム可能なスペーシャル光マスクであって、前記光拡散構造から前記プログラム可能なスペーシャル光マスクを透過する光の強さを空間的に変調するための手段を有するプログラム可能なスペーシャル光マスク、及び前記直接視認モード中、前記光拡散構造に対して前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記光拡散構造に対して前記非光散乱作動状態を選択するための状態選択手段を有し、前記光散乱作動状態中、前記光拡散構造は前記光案内構造内で反射された光を散乱し、散乱された光の一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して前記プログラム可能なスペーシャル光マスク上に透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記透過した光の強さを空間的に変調するため、実質的に散乱なしに、前記プログラム可能なスペーシャル光マスク上に透過させることができ、
前記スペーシャル光マスクは、電気的にプログラム可能であり、前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられており、前記第４透光面が前記スペーシャル光マスクと隣接している、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第１光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記スペーシャル光マスクが電気的にプログラム可能であり、前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記プログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルで、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、画像ディスプレー装置。
【請求項５２】
前記光案内構造は、前記光発生手段が発生した光を、前記第１及び第２の光案内面間で内部全反射するため、前記光案内構造内に透過させる第１光伝導縁部を有する、請求項51に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５３】
前記ディスプレーパネルアッセンブリは一体の構造の形体である、請求項51に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５４】
前記光案内構造の前記第１光案内面から所定距離のところに取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項51に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５５】
前記光拡散構造は、光学的に透明な電極面を持つポリマー分散型液晶パネルからなる、請求項51に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５６】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを有する、コンピューターを用いたポータブルシステムにおいて、コンパクトな構造のハウジング、一つ又はそれ以上の画像を表すデータを記憶するため、前記ハウジング内に配置されたデータ記憶手段、及び直接視認モード及び投影視認モードを有する、前記ハウジング内に支持されたディスプレーパネルアッセンブリを有し、前記ディスプレーパネルアッセンブリは、前記直接視認モード中に光を発生するための光発生手段、前記直接視認モード中、前記発生させた光をその間で内部全反射させることができる第１及び第２の光案内面を有する光案内構造、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を有する、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造、前記光拡散構造と物理的に直接接触した状態で配置された、前記投影視認モード中に光学的に透明なプログラム可能なスペーシャル光マスクであって、前記光拡散構造から前記プログラム可能なスペーシャル光マスクを透過する光の強さを空間的に変調するための手段を有するプログラム可能なスペーシャル光マスク、及び前記直接視認モード中、前記光拡散構造に対して前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記光拡散構造に対して前記非光散乱作動状態を選択するための状態選択手段を有し、前記光散乱作動状態中、前記光拡散構造は前記光案内構造内で反射された光を散乱し、散乱された光の一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して前記プログラム可能なスペーシャル光マスク上に透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記透過した光の強さを空間的に変調するため、実質的に散乱なしに、前記プログラム可能なスペーシャル光マスク上に透過させることができ、
前記プログラム可能なスペーシャル光マスクは、空間的に変調した立体的物体の第１及び第２の立体画像からなる空間的に重なった画像を表す複合ピクセルパターンを表示するためのディスプレー表面を含み、前記空間的に変調した第１立体画像は、第１の空間変調パターンに従って空間的に変調した前記立体的物体の第１立体画像の第１ピクセルパターンからなり、前記空間的に変調した第２立体画像は、第２の空間変調パターンに従って空間的に変調した前記立体的物体の第２立体画像の第２ピクセルパターンからなり、前記第２の空間変調パターンは、前記第１の空間変調パターンの論理的補完であり、前記電気光学式ディスプレーパネルアッセンブリは、前記プログラム可能なスペーシャル光マスクの前記ディスプレー表面に直接取り付けた光学的に透明なシートからなる微小偏光パネルを更に有し、前記光学的に透明なシートは、前記光学的に透明な第１のシートに永久的に形成された第１及び第２の光学的に透明なパターンを有し、前記光学的に透明な第１のパターンは、前記第１ピクセルパターンに第１偏光状態P1を与えるように、前記第１ピクセルパターンと空間的に対応しており且つこれと空間的に整合しており、前記光学的に透明な第２のパターンは、前記第２ピクセルパターンに第２偏光状態P2を与えるように、前記第２ピクセルパターンと空間的に対応しており且つこれと空間的に整合しており、前記第２偏光状態P2は前記第１偏光状態P1と異なっている、コンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５７】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを有する、コンピューターを用いたポータブルシステムにおいて、コンパクトな構造のハウジング、一つ又はそれ以上の画像を表すデータを記憶するため、前記ハウジング内に配置されたデータ記憶手段、及び直接視認モード及び投影視認モードを有する、前記ハウジング内に支持されたディスプレーパネルアッセンブリを有し、前記ディスプレーパネルアッセンブリは、前記直接視認モード中に光を発生するための光発生手段、前記直接視認モード中、前記発生させた光をその間で内部全反射させることができる第１及び第２の光案内面を有する光案内構造、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を有する、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造、前記光拡散構造と物理的に直接接触した状態で配置された、前記投影視認モード中に光学的に透明なプログラム可能なスペーシャル光マスクであって、前記光拡散構造から前記プログラム可能なスペーシャル光マスクを透過する光の強さを空間的に変調するための手段を有するプログラム可能なスペーシャル光マスク、及び前記直接視認モード中、前記光拡散構造に対して前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記光拡散構造に対して前記非光散乱作動状態を選択するための状態選択手段を有し、前記光散乱作動状態中、前記光拡散構造は前記光案内構造内で反射された光を散乱し、散乱された光の一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して前記プログラム可能なスペーシャル光マスク上に透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記透過した光の強さを空間的に変調するため、実質的に散乱なしに、前記プログラム可能なスペーシャル光マスク上に透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられており、前記第４透光面が前記スペーシャル光マスクと隣接している、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第１光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有する、コンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５８】
前記電気光学式第３光拡散構造に対して取り外し自在に位置決めできる反射面を更に有する、請求項57に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項５９】
前記電気光学式ディスプレーパネルアッセンブリは、前記電気光学式第３光拡散パネルに物理的に取り付けられた薄いレンズパネルを更に有する、請求項57に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６０】
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルである、請求項57に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６１】
前記プログラマブルスペーシャル光マスクから出た光の空間的強さを制御するためのディスプレー制御手段を更に有し、
前記プログラマブルスペーシャル光マスクは、電気的にアドレス可能なピクセルのアレイからなり、前記ピクセルの各々の光透過率は、前記ディスプレー制御手段によって制御できる、請求項51に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６２】
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、所定のパターンで分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の前記第１光案内面に沿って光を前記第１電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記プログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、光を前記第２電界に応じて選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で光を前記第３電界に応じて選択的に散乱する、請求項60に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６３】
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電源面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記プログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、請求項60に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６４】
前記光案内構造は光学的に透明なプラスチックからつくられている、請求項60に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６５】
前記光案内構造は、第１及び第２の光伝導縁部を有し、前記光発生手段は、前記第１及び第２の光伝導縁部の夫々に沿って配置された第１及び第２の螢光チューブからなり、前記第１及び第２の螢光チューブは、前記直接視認モード中、光を発生してこれを前記第１及び第２の光伝導縁部に通す、請求項57に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６６】
前記電気光学式ディスプレーパネルアッセンブリは、前記第１及び第２の螢光チューブから発せられた光を焦合し、焦合した光を前記第１及び第２の光伝導縁部間及び前記光案内構造内に差し向けるため、前記第１及び第２の螢光チューブの夫々の近くに配置された第１及び第２の焦合要素を更に有する、請求項65に記載のコンピューターを用いたポータブルシステム。
【請求項６７】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを持つ画像ディスプレーシステムにおいて、光線透過開口部が形成されたポータブルハウジング、光を発する発光状態及び光学的に透明な透光状態を持つ、前記光線透過開口部を通して支持された電気光学式ディスプレーパネル、及び前記直接視認モード中、前記電気光学式ディスプレーパネルの前記発光状態を選択し、前記投影視認モード中、前記電気光学式ディスプレーパネルの前記透光状態を選択するための状態選択手段を有し、前記直接視認モード中、前記電気光学式ディスプレーパネルが発光し、前記投影視認モード中、前記電気光学式ディスプレーパネルは、外部光源から発せられた光を、実質的に散乱なしに、前記電気光学式ディスプレーパネルを透過させることができ、
前記電気光学ディスプレーパネルは、前記発光状態中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を有し、前記発生した光をこれらの間で内部全反射させることができる光案内構造、及び前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造を有し、前記状態選択手段は、前記直接視認モード中、前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記非光散乱作動状態を選択するための手段を有し、前記直接視認モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で内部反射された光を散乱し、前記散乱された光の少なくとも一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに、透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、画像ディスプレーシステム。
【請求項６８】
直接視認モード及び投影視認モードを持つ、コンピューターを用いた画像ディスプレーシステムにおいて、コンパクトな構造の持ち運び式ハウジング、前記直接視認モード及び投影視認モード中にディスプレー表面上にデジタル画像を作りだすための、前記持ち運び式ハウジング内に取り付けられた電気光学式ディスプレーパネル、及び前記システムが前記投影視認モードで作動しており且つ前記電気光学式ディスプレーパネルが光発生手段によって証明されている場合に、遠くにある視認面上に前記デジタル画像を投影するための、前記持ち運び式ハウジング内に取り付けられた薄い焦合パネルを有し、
前記電気光学式ディスプレーパネルは、前記発光状態中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を有し、前記発生した光をこれらの間で内部全反射させることができる光案内構造、及び前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造を有し、前記状態選択手段は、前記第１モード中、前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記非光散乱作動状態を選択するための手段を有し、前記直接視認モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で内部反射された光を散乱し、前記散乱された光の少なくとも一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに、透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記スペーシャル光マスクが電気的にプログラム可能であり、前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、画像ディスプレーシステム。
【請求項６９】
前記投影光源は、前記持ち運び式ハウジングの内部又は外部のいずれかに配置されている、請求項68に記載のコンピューターを用いた画像ディスプレーシステム。
【請求項７０】
照明パネルにおいて、作動する第１モード中、投影された光を実質的に散乱なしに通過させる透光状態、作動する第２モード中、光を放出する発光状態を持つ電気光学式光パネル、及び前記作動する第１モード又は前記作動する第２モードを選択するためのモード選択手段を有し、
前記電気光学式光パネルは、前記発光状態中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を有し、前記発生した光をこれらの間で内部全反射させることができる光案内構造、及び前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造を有し、前記状態選択手段は、前記第１モード中、前記光散乱作動状態を選択し、前記第２モード中、前記非光散乱作動状態を選択するための手段を有し、前記第１モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で内部反射された光を散乱し、前記散乱された光の少なくとも一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記第２モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに、透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記第１モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記第２モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対の持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記第１モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記第１モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記第２モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、相互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記第２モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、照明パネル。
【請求項７１】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを持つ、ディスプレーパネルにおいて、前記作動する直接視認モード中、光を放出する発光状態及び前記作動する投影視認モード中、投影された光を実質的に散乱なしに通過させる透光状態を持つ電気光学式光パネル、前記作動する直接視認モード又は前記作動する投影視認モードのいずれかを選択するためのモード選択手段、及び前記作動する直接視認モード中、前記電気光学式光パネルから放出された光の強さを空間的に変調し、前記作動する投影視認モード中、前記電気光学式光パネルを透過した光の強さを空間的に変調するため、前記電気光学式光パネルと隣接して配置された電気的にアドレス可能なスペーシャル光変調パネルを有し、
前記電気光学式ディスプレーパネルは、前記発光状態中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を有し、前記発生した光をこれらの間で内部全反射させることができる光案内構造、及び前記作動する直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記作動する投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造を有し、前記状態選択手段は、前記作動する直接視認モード中、前記光散乱作動状態を選択し、前記作動する投影視認モード中、前記非光散乱作動状態を選択するための手段を有し、前記作動する直接視認モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で内部反射された光を散乱し、前記散乱された光の少なくとも一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記作動する投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに、透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルで、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、ディスプレーパネル。
【請求項７２】
作動する直接視認モード及び投影視認モードを持つ、ディスプレーパネルにおいて、前記作動する直接視認モード中、内部で発生した光を直接視認軸線に沿って放出し、前記作動する投影視認モード中、外部で発生した光を実質的に散乱なしに投影視認軸線に沿って通過させるための電気光学式光パネル、前記作動する投影視認モード中、透過した光を所定の焦点面に焦合するため、前記電気光学式パネルの直ぐ近くに配置された薄い焦合パネル、及び前記作動する直接視認モード中、前記電気光学式光パネルから放出された光の強さを空間的に変調し、前記作動する投影視認モード中、前記電気光学式光パネルを透過した光の強さを空間的に変調するため、前記電気光学式光パネルの直ぐ近くに配置された電気的にアドレス可能なスペーシャル光変調パネルを有し、
前記電気光学式光パネルは、前記発光状態中に光を発生するための光発生手段、第１及び第２の光案内面を有し、前記発生した光をこれらの間で内部全反射させることができる光案内構造、及び前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持つ、前記光案内構造と作動的に関連した光拡散構造を有し、前記状態選択手段は、前記直接視認モード中、前記光散乱作動状態を選択し、前記投影視認モード中、前記非光散乱作動状態を選択するための手段を有し、前記直接視認モード中、前記光拡散構造は、前記光案内構造内で内部反射された光を散乱し、前記散乱された光の少なくとも一部を前記光案内構造の前記第１光案内面及び前記光拡散構造を通して透過させ、前記投影視認モード中、前記光拡散構造は、外部光源が発生した光を、前記光案内構造の第２及び第１の光案内面及び前記光拡散構造を通して、実質的に散乱なしに、透過させることができ、
前記光拡散構造は、第１及び第２の透光面を有し、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第１透光面が、前記光案内構造の前記第２光案内面と直接的に物理的に接触した、電気光学式第１光拡散パネル、第３及び第４の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第３透光面が、第１極薄空隙によって、前記電気光学式第１光拡散パネルの前記第２透光面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第２光拡散パネル、及び第５及び第６の透光面を備え、前記直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態及び前記投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を持ち、前記第６透光面が、第２極薄空隙によって、前記光案内構造の前記第２光案内面から物理的に間隔が隔てられている、電気光学式第３光拡散パネルを有し、
前記電気光学式第１光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第１電界が間に加えられる光学的に透明な第１電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルであり、前記電気光学式第２光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第２電界が間に加えられる光学的に透明な第２電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルであり、前記電気光学式第３光拡散パネルは、前記状態選択手段の制御下で第３電界が間に加えられる光学的に透明な第３電極面の対を持つ電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルであり、
前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、前記光学的に透明な第１電極面は、互いにほぼ平行に延びる交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組を含み、前記第１電界は、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第１の組と前記第２電極層との間にだけに加えられ、そのため、前記直接視認モード中、前記電極ストリップの第２の組の下の液晶分子がランダムに配向され、光を散乱し、前記投影視認モード中、前記第１電界は、前記電極ストリップの第１の組と第２の組の両方と前記第２電極層との間に加えられ、そのため、交互に配置した電極ストリップの第１及び第２の組の下の液晶分子が前記第１電界と実質的に整合し、光が、前記投影視認モード中に大きく散乱することなく、前記電気制御式ポリマー分散型第１液晶パネルを通過でき、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記電気的にプログラム可能なスペーシャル光マスクの方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第２液晶パネル内で、前記第２電界に応じて光を選択的に散乱し、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネルは、実質的に均等に分配された液晶分子を含み、これらの分子は、前記光案内構造の方向に出る光の強さの分布が実質的に均等であるように、前記電気制御式ポリマー分散型第３液晶パネル内で、前記第３電界に応じて光を選択的に散乱する、ディスプレーパネル。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、直接視認作動モード及び投影視認作動モードを有するコンピューターを用いた持ち運び式システム、及びこのシステムで使用するための電気光学式バックライトパネルに関する。
背景技術
現在、多くのポータブルコンピューターシステムは、表示されたビデオ画像を直接視認するための平らな液晶ディスプレー（LCD）パネルを含む。この種のポータブルコンピューターシステムには、ノートブック型、ラップトップ型、及びパームトップ型がある。
一般的には、従来技術のディスプレーパネルは、パッシブマトリックスLCDパネル又はアクティブマトリックスLCDパネルのいずれかの後面に従来技術のバックライト構造が取り付けられているという点で本質的に同じ基本構造を有する。幾つかの異なるバックライトパネルの設計が、最近、91ダイジェストの第751頁乃至第754頁のケビンJ.ハザウェイの「LCD用の新たなバックライト技術」という技術論文に記載されている。最近、特に「光パイプ」バックライト設計が、商業的に入手できるノートブック型コンピューターで広範に使用されている。
特定的には、従来技術の「光パイプ」バックライトアッセンブリは、代表的には、厚さが約４μｍ程度のアクリルプラスチックシートで製作した矩形形状の光案内パネルからつくられている。アクリルシートの両側縁部に沿って、一対の小型螢光チューブが適当な設計の反射マウント内に取り付けられている。螢光チューブの機能は、非干渉性光を発生し、この光を光案内パネルの内部に差し向けることである。光は、代表的には、周知の「内部全反射」の原理によって、光案内パネル内に閉じ込められる。しかしながら、これらの表面にスクラッチや凹凸を形成し、又は全反射の臨界角を局部的に変更する任意の他の手段を形成することによって、これらの表面から光を取り出すことができ、又は光を漏らすことができる。このようにして光を取り出すことによって、LCDパネルの照明にバックライトパネルを使用できる。
螢光チューブから離れた場所での光案内パネルの光の強さの低下を補償するため、光案内パネルの片面又は両面に光取り出しパターンを永久的に形成する。代表的には、光取り出しパターンは、アクリル製光案内パネルの前面にエンボス加工又はサンドブラストで永久的に形成したドットパターンとして実現される。ドットパターンの密度は、光の強さを光案内パネルに沿って補償するため、螢光チューブからの距離の二乗に従って増大する。この構造では、バックライトの明るさが光案内パネルに亘って一定に維持される。
光取り出しパターンからLCDパネルに向かって出る光のスポットをなした分布を総合（即ち、拡散）するため、光案内パネルの上に第１光拡散構造を置く。代表的には、第１光拡散構造は、光案内パネルの前面に取り付けた一つ又はそれ以上の薄い半透明のプラスチックシートからつくられている。最も商業的な「光パイプ」バックライト設計では、第２光拡散構造を光案内パネルの後面に置き、永久的に形成された光取り出しパターンから出て光案内パネルの後ろに配置された反射面に向かう光のスポット状の分布を拡散する。代表的には、第２光拡散構造は、光案内パネルの後面に取り付けた一つ又はそれ以上の薄い半透明のプラスチックシートからつくられている。光案内パネル、螢光チューブ、光拡散シート、及び反射層を組み合わせ、バックライトパネルに取り付けられたLCDパネルによって光学的に処理するための均等な空間的強さを持つバックライトの平面を形成する。
上述の従来技術のバックライトパネル設計は、可視画像をLCDディスプレースクリーン上で直接視認する上で有用であることがわかっているが、光取り出しパターンが永久的に形成されているため、投影視認作動モードでは不適当になっている。このことは、例によって最もよく示されている。
EMCO/REVEREDテクノロジー社が「クルーザー（クルーザー（Cruiser）は登録商標である）」の商標で販売している、コナー等に賦与された米国特許第5,353,075号に記載された最近導入されたノートブック型コンピューターでは、直接視認作動モード及び投影視認作動モードの両方を持つポータブルコンピューターシステムをつくるのに上述の「光パイプ」バックライトパネル設計を使用している。直接視認モードでは、従来技術のバックライトパネルは、アクティブマトリックスLCDパネルに対して位置決めされている。使用者は、ノートブック型コンピューターを投影視認モードで作動しようとする度毎に、アクティブマトリックスLCDパネルを露呈するために従来技術のバックライトパネルを物理的に取り外し、光線を通過させるための光学的に透明な行路を形成することによって、ノートブック型クルーザーコンピューターを機械的に再構成しなければならない。
最近、ミネソタ州ベントンハーバーのインテリメディア社は、直接視認モード及び投影視認モードの両モードをサポートできる平らなLCD投影パネルを持つポータブルコンピューターシステムからなるインテリメディア（インテリメディア（IntelliMedia）は登録商標である）マルチメディアプレゼンテーションシステムを導入した。直接視認モードでは、このシステムの使用者は、副バックライトパネルをLCDパネルの下に取り付けることが必要となる。この場合、投影視認モードで作動する場合には、使用者は、クルーザーコンピューターシステムが必要とするのと同様に、副バックライトパネルを取り外し、LCDパネルを外部のオーバーヘッドプロジェクターに置く必要がある。
コンピューターを用いた上述のシステムは、直接視認モード及び投影視認モードの両モードを提供するが、これらのシステムには、それにも拘わらず、購買意欲をそそられる製品とならない多くの重大な欠点がある。
特に、投影視認モード中にバックライトパネル全体をクルーザーコンピューターから物理的に取り外す必要があるということは、バックライトパネルを損傷する危険が大きいということを意味し、コンピューターシステムを投影視認モードで作動する場合、バックライトパネルを安全に収納する責任を使用者に負わせる。更に、実際上の観点からすると、クルーザーコンピューターのディスプレーパネルアッセンブリ及びインテリメディアシステムのディスプレーパネル全体を投影視認モード中にオーバーヘッドプロジェクターの上に置く必要があるため、使用者がこのような従来技術のシステムとともにオーバーヘッドプロジェクターを持ち運ぶか或いは投影視認中にオーバーヘッドプロジェクターを利用しなければならない。従って、このような従来技術のシステムは、直接視認モードでも投影視認モードでも作動の融通性に欠け、及びかくして真にポータブルのシステムとして機能することができない。
かくして、当該技術分野において、従来技術のシステムの欠点がない、直接視認モード及び投影視認モードを持つコンピューターを用いた改良システムが必要とされている。
発明の開示
従って、本発明の主な目的は、直接視認作動モード及び投影視認作動モードの両方を持つ、コンピューターを用いたポータブルシステムで使用するように特定的に設計された、新規なバックライトパネルコンピューターを提供することである。
本発明の別の目的は、直接視認モード及び投影視認モードを持つ、コンピューターを用いた改良ポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、バックライトパネルをコンピューターシステムから取り外すことなく、その投影視認作動モードに容易に再構成できる、コンピューターを用いた新規なシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、焦合したビデオ画像を所望の視認面上に投影するため、コンピューターを用いたこのようなシステムのディスプレーパネルを照明するためのポータブル装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、光案内パネルにヒンジ連結された、反射面を持つ、システムを直接視認モードで作動するときに後光線透過開口部を覆う後ハウジングパネルを持つ、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、ディスプレーパネルアッセンブリが、投影視認モード中に使用するためのフレネルレンズパネル又はホログラフレンズパネルのような薄い焦合パネルを含む、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、画像が描いてあるフィルムスライド又は透明画をディスプレーパネルアッセンブリのディスプレー表面上に置き、画像を直接視認モード又は投影視認モードのいずれかで見ることができる、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、直接視認作動モード及び投影視認作動モードを持ち、直接視認作動モード中に光を放出する発光状態及び投影視認作動モード中に外部で発生した光を実質的に散乱なしに透過させる透光状態を持つ電気光学式バックライトパネルを有する、平らなディスプレーパネルアッセンブリを提供することである。
本発明の更に別の目的は、第１及び第２の作動モード中に、電気光学式バックライトパネルの発光状態及び透光状態を選択できる、上文中に説明した平らなディスプレーパネルアッセンブリを提供することである。
本発明の更に別の目的は、直接視認モード中に電子的に選択できる光拡散状態及びバックライトを取り外すこと等による物理的変更なしに投影視認モード中に電子的に選択できる非光拡散状態を持つポリマー分散型液晶（PDLC）パネルアッセンブリとして電気光学式バックライトパネルが実現された、上文中に説明した平らなディスプレーパネルアッセンブリを提供することである。
本発明の更に別の目的は、直接視認モード中に発光し、投影視認モード中に外部で発生した光を実質的に散乱なしに透過させるエレクトロルミネセント材料層を持つエレクトロルミネセント（EO）パネルアッセンブリとして電気光学式バックライトパネルが実現された、上文中に説明したディスプレーパネルと異なる平らなディスプレーパネル構造を提供することである。
本発明の更に別の目的は、ディスプレーパネル構造を組み込んだ、投影視認作動モード中にディスプレーパネルアッセンブリの構造に物理的変更を加えずに容易に再構成できるディスプレーパネル構造を組み込んだ、コンピューターを用いた新規なシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、外部光源の強い光からの焦合したビデオ画像を所望の視認面上に投影するため、外部で発生した光を直接透過させる光線透過開口部を備えたハウジングを持つ、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、システムを直接視認モードで作動するときに反射パネルを支持し光線透過開口部をカバーするため、ヒンジ止めされたハウジングパネルをディスプレーパネルアッセンブリの後ろに配置した、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、画像が描いてあるフィルムスライド又は透明画をディスプレーパネルアッセンブリのディスプレー表面上に置き、画像を直接視認モード又は投影視認モードのいずれかで見ることができる、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、直接視認作動モード及び投影視認作動モードの両モードを持ち、立体的物体の「空間的に変調した」画像を、空間的に変調した画像を偏光眼鏡を通して見たときに立体的物体を立体的深さを伴って認知できるように、直接視認モード中、LCDディスプレーパネルを通して見ることができ、投影視認モード中、壁面又は投影スクリーン上で見ることができる、コンピューターを用いたポータブルシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、LCDディスプレーパネルのようなアクティブに駆動されるディスプレー表面上にカラービデオ画像を選択的にディスプレーできるか或いはこのようなビデオ画像を壁面や投影スクリーンのような電気的にパッシブな視認面上に透視できるように直接視認作動モード及び投影視認作動モードの両モードを持つポータブル画像ディスプレーシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、ペンで書き込む方式のデータ入力作業をサポートでき、直接視認作動モード及び投影視認作動モードの両モードで画像を立体的に表示できる、ペン書き式コンピューティング装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、コンピューターを用いた本発明のポータブルシステムとともに使用するのに特に適したポータブル透光アクセサリー装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、折畳み式構造によって相互連結された第１及び第２のハウジング部分を持ち、折畳み式構造によって、ハウジング部分を、投影視認作動モード中に使用するために選択的に再構成でき、直接視認作動モード中にコンパクトに収納できる、ポータブル投光装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、第１ハウジング部分には、強力光源及び強力な偏光源を提供するための偏光フィルタが入っており、発生した偏光を投影するための光学アッセンブリを有し、第２ハウジング部分には、焦合したビデオ画像を所望の視認面上に投影するためにディスプレーパネルアッセンブリに関して関節自在に位置決めできる画像投影レンズが入っている、ポータブル投光装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、後ハウジングパネルをディスプレーパネルアッセンブリから遠ざかるように移動し、外部投影レンズをディスプレーパネルアッセンブリの前方に位置決めし、ディスプレーアッセンブリ用の投影視認作動モードを電気的に選択し、強力な偏光がディスプレーパネルアッセンブリを通過するとき、これらの偏光を光学的に処理し、投影レンズで焦合し、焦合したビデオ画像を所望の視認面上に投影するようにディスプレーパネルアッセンブリを通して強力な偏光源を投影する、コンピューターを用いたポータブルシステムから画像を投影するための方法を提供することである。
本発明の他の目的は、本発明のポータブル投光装置を備えた、パームトップ型、ラップトップ型、又はノートブック型のコンピューター、パーソナルデジタルアシスタント、又はパーソナル通信装置のいずれかの形体の、ポータブルコンピューター自体と同程度の物理的寸法の軽量のキャリングケース内に容易に収容でき且つ持ち運ぶことができる、コンピューターを用いたシステムを提供することである。
本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の説明及び本発明の請求の範囲で明らかになる。
本発明の多くの特徴のうちの一つの特徴によれば、平らなパネルディスプレー、透明画、フィルム構造等を照明するのに使用するための新規なバックライト構造が提供される。
一般的にはバックライト構造は、光発生パネル、薄いレンズパネル、及びLCDパネルのようなプログラム可能なスペーシャル光変調パネルからなり、これらは全て、ポータブルコンピューターシステムのハウジングのディスプレーパネル部分内に一緒に取り付けられる。例示の実施例では、ポータブルコンピューターシステムは、前後の光線透過開口部を有し、投影視認モードを有する。後光線透過開口部は、直接視認モード中、後ハウジングパネルによってカバーされ、これに対し、投影視認モード中、前後の光線透過開口部が開放される。好ましくは、後ハウジングパネルの外面には、コンピューターシステムハウジングの外面と合うテクスチャーが付けてある。
例示の実施例では、本発明のバックライトパネルは、光を放出する発光状態及び光学的に透明で、外部で発生した光を実質的に散乱なしに通過させることができる透光状態を持つ、電気光学構造を有する。多くの実施例において、電気光学構造は、電気光学式パネルの形態で実現される。更に、バックライト構造は第１及び第２の作動モードを持ち、第１作動モード中の発光状態及び第２作動モード中の透光状態を選択するための電子回路を有する。
一般的には、本発明の電気光学式パックライトパネル構造は、種々の技術を使用した種々の方法で本発明の範囲及び精神を逸脱することなく実現できる。このような技術には、例えば、ポリマー分散型液晶（PDLC）材料又はエレクトロルミネセント材料の使用が含まれるが、このような電気光学技術に限定されないということは勿論である。
本発明の一実施例によれば、バックライトパネルは、幾つかの総合した構成要素、即ち、光発生手段、光案内構造、光拡散構造、及び状態選択手段を有する。光案内構造は、光学的に透明な材料から形成され、第１及び第２の光案内面及び少なくとも第１光伝導縁部を有する。光発生手段の機能は、可視光線を発生し、光伝導縁部に透過させ、第１及び第２の光案内面間で内部反射させることである。光拡散構造は、光案内構造と作動的に関連しており、直接視認モード中に選択できる、光学的に透明な光散乱（即ち拡散）作動状態、及び投影視認モード中に選択できる、光学的に透明な非光散乱作動状態を有する。状態選択手段の機能は、直接視認モード中に光散乱作動状態を選択し、投影視認モード中に非光散乱作動状態を選択することである。本発明の好ましい実施例では、状態選択手段は、光拡散構造を光散乱作動状態から非光散乱作動状態に電子的に切り換えるように実現される。
直接視認モード中、反射面は光案内構造の第２光案内面と隣接して配置され、光発生手段が可視光線を発生し、この光を光伝導縁部を通して光案内構造内に透過し、第１及び第２の光案内面間で内部全反射させる。直接視認モードでは、状態選択手段は、光拡散構造を光散乱作動状態に電子的に切り換える。光散乱状態で作動するとき、光拡散構造は光案内パネル内で内部反射された光線を散乱し、このようにして、これらの散乱された光線の特定のパーセンテージが光案内パネル内での内部全反射状態を満たさない。従って、これらの散乱させた光線は、光案内パネルの第１光案内面を通過でき、即ち漏れることができ、透明画、フィルム構造、平らなLCDパネル、等を直接照明する。
投影視認モード中、反射面は、光拡散構造の第２光案内面と隣接して配置されておらず、光は、代表的には、光発生手段から発生されない。というよりはむしろ、光は外部光源から発生され、光案内パネルを通して投影されるのである。光拡散構造を光案内パネルから物理的に取り外さなくても、状態選択手段は、光拡散構造を非光散乱作動状態に電子的に切り換える。非光散乱作動状態で作動する際、投影された光は、光拡散構造により、実質的に散乱なしに光案内構造及び光拡散構造を自由に通過できる。従って、バックライトパネルから放出された投影された光線を使用して透明画、フィルム構造、平らなLCDパネル、等を照明し、画像を大型の視認面上に投影できる。
種々の例示の実施例では、光拡散構造は、使用者が電子制御で容易に選択できる光散乱（即ち拡散）作動状態及び非光散乱（即ち非拡散）作動状態を持つ電気光学構造に基づいている。光拡散構造の例示の実施例は、ポリマー分散型液晶材料から形成された第１、第２、及び第３の電気光学式光拡散パネルを使用して実現される。しかしながら、変形例では、三つ以上又は三つ以下のこのような光拡散パネルを使用できるということは理解されよう。
例示の実施例では、電気光学式第１光拡散パネルは、第１及び第２の透光面を有し、直接視認モード中に選択できる光散乱作動状態、及び投影視認モード中に選択できる非光散乱作動状態を有する。第１透光面は、光案内構造の第２光案内面と物理的に直接接触している。電気光学式第２光拡散パネルは、第３及び第４の透光面を有し、直接視認モード中に選択できる光拡散作動状態及び投影視認モード中に選択できる非光拡散作動状態を有する。電気光学式第２光拡散パネルの第３透光面は、第１極薄空隙によって電気光学式第１光拡散パネルの第２透光面から物理的に離間されている。電気光学式第３光拡散パネルは、第５及び第６の透光面を有し、直接視認モード中に選択できる光拡散作動状態及び投影視認モード中に選択できる非光拡散作動状態を有する。電気光学式第３光拡散パネルの第６透光面は、第２極薄空隙によって光案内構造の第２光案内面から物理的に離間されている。
直接視認モード及び投影視認モードを有するディスプレーサブシステムを形成するのに本発明のバックライトパネルを使用する場合には、光拡散作動状態から非光拡散作動状態へのバックライトパネルの切り換えは、バックライトパネルの任意の構成要素を物理的に取り外したり物理的に変更したりする必要なしに電子的に行われる。本発明が提供する新たな方法は、バックライトパネルをそのLCDパネルから物理的に取り外すことによって同じ機能を得ようとし、従って上述の欠点がある従来技術のディスプレーシステムとは対照的であるということに着目されたい。
一つの例示の実施例では、本発明のバックライトパネルを従来のパッシブマトリックスLCDパネル又はアクティブマトリックスLCDパネルのいずれかに取り付けることによって、新規な平らな画像ディスプレーパネルを形成する。好ましくは、空間的に変調した光を、投影視認モード中、壁面や投影スクリーン等の電気的にパッシブの視認面上に投影するため、電気光学式第３光拡散パネルにフレネルレンズ構造を物理的に取り付ける。
別の例示の実施例では、本発明の新規な画像ディスプレーパネルのディスプレー表面に微小偏光パネルを取り付けることによって、新規な立体的視認パネルが提供される。立体的視認パネルは、直接視認作動モードでも投影視認作動モードでも使用できる。
更に別の例示の実施例では、従来の感圧式電気光学筆記パネルを本発明の新規な画像ディスプレーパネルのディスプレー表面に取り付けることによって、新規な筆記／ディスプレーパネルが提供される。
本発明のバックライトパネルを使用して得られる多くの利点は、下文において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明を更に完全に理解するためには、本発明の例示の実施例の詳細な説明を以下の図面を参照して読むべきである。
第１図は、本発明の第１の例示の実施例のポータブルコンピューターシステムを直接視認形体に配置した状態で示す、第１斜視図であり、
第1A図は、コンピューターを用いた第１図のポータブルシステムを直接視認形体に配置した状態で示す、第２斜視図であり、
第２図は、第１図及び第1A図に示すポータブルコンピューターシステムのブロックダイヤグラムであり、
第３図は、第１の例示の実施例のポータブルコンピューターシステムの画像ディスプレーサブシステムを直接視認形体で示す概略図であり、
第3A図は、第１製造技術に従って製作した電気光学式光拡散パネルを示す、第３図の3A−3A線に沿った、第１の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第3B図は、第２製造技術に従って製作した電気光学式光拡散パネルを示す、第３図の3B−3B線に沿った、第２の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第3C図は、直接視認モード中の第３図のディスプレーパネルアッセンブリの電気光学式光拡散パネルの一部の拡大断面図であり、
第3D図は、直接視認モード中、第3A図又は第3B図のディスプレーパネルアッセンブリを横切る光の強さを補償するため、このディスプレーパネルアッセンブリの光案内構造の一方の表面上に形成された電極パターンの概略図であり、
第3E図は、第3D図の電極パターンを使用した光案内構造の断面図であり、
第４図は、第１の例示の実施例のコンピューターを用いたポータブルシステムを第１投影視認形体に配置した状態で示す斜視図であり、
第4A図は、第１の例示の実施例のコンピューターを用いたポータブルシステムを第１投影視認形体に配置した状態で示す側面図であり、
第4B図は、第１の例示の実施例のコンピューターを用いたポータブルシステムを、本発明の変形例のポータブル投光装置を使用した第１投影視認形体に配置した状態で示す側面図であり、
第５図は、第１の例示の実施例のポータブルコンピューターシステムの画像ディスプレーサブシステムを投影視認形体で示す概略図であり、
第5A図は、本発明の第１製造技術に従って製作した電気光学式光拡散パネルを示す、第５図の5A−5A線に沿った、第１の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第5B図は、本発明の第２製造技術に従って製作した電気光学式光拡散パネルを示す、第５図の5B−5B線に沿った、第２の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第5C図は、直接視認モード中の第５図のディスプレーパネルアッセンブリの電気光学式光拡散パネルの一部の拡大断面図であり、
第6A図は、本発明のポータブルアクセサリー装置をそのコンパクトな収納形体に配置した状態で示す、斜視図であり、
第6B図は、本発明のポータブル投光装置を、部分的に延ばしてあるが完全には投光−焦合形体に配置されていない状態で示す斜視図であり、
第７図は、本発明のポータブル投光装置の第１ハウジング部分を、装置のこの部分内に種々の副構成要素を収容した状態で示す概略図であり、
第８図は、本発明のポータブル投光装置の第２ハウジング部分を種々の副構成要素が装置のこの部分内に収容された状態で示す斜視図であり、
第９図は、コンピューターを用いた本発明の第２の例示の実施例のポータブルシステムを、立体的な画像を直接視認するように形成され且つハウジングのヒンジ止めされたディスプレー部分から光反射後パネルを外した状態で示す、第１斜視図であり、
第10図は、コンピューターを用いた第２の例示の実施例のポータブルシステムを、画像を立体的に投影するため、その光反射後パネルを第９図に示すように外し、従来のオーバーヘッドプロジェクター上で投影視認形体に配置した状態で示す斜視図であり、
第10A図は、コンピューターを用いた第２の例示の実施例のポータブルシステムを、画像を立体的に投影するため、第10図の従来のオーバーヘッド画像プロジェクター上で投影視認形体に配置した状態で示す拡大側面図であり、
第11図は、コンピューターを用いた第10図のポータブルシステムの画像ディスプレーサブシステムをそのディスプレーパネルアクセサリーをその投影視認作動モードに配置した状態で示す概略図であり、
第11A図は、本発明の第１製造技術に従って製作した電気光学式光拡散パネルを示す、第11図の11A−11A線に沿った、本発明の第２の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第11B図は、本発明の第２製造技術に従って製作した電気光学式光拡散パネルを示す、第11図の11B−11B線に沿った、ディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第11C図は、投影視認モード中の第11図のディスプレーパネルアッセンブリの電気光学式光拡散パネルの一部の拡大断面図であり、
第12図は、バックライトモードで作動しているときにフィルム構造（例えばフィルムスライド）に記録した画像を直接視認するのに使用する本発明のポータブル画像ディスプレー装置の斜視図であり、
第12A図は、第12図の画像ディスプレー装置を、直接視認モードで作動しているときに従来のコンピューターシステムに繋いだ状態で示す斜視図であり、
第12B図は、第12図の画像ディスプレー装置を、投影視認モードで作動しているときに従来のコンピューターシステムに繋いだ状態で示す斜視図であり、
第12C図は、第12図の12A−12A線に沿った、第３の例示の実施例の画像ディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第12D図は、第12図の12B−12B線に沿った、第４の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリの断面図であり、
第13図は、本発明のペン書き式コンピューティング装置を、ペンを用いたデータ入力作動モード及び直接視認作動モードで使用された状態で示す斜視図であり、
第13A図は、本発明のペン書き式コンピューティング装置で使用されるディスプレー／タッチスクリーンパネルアッセンブリの構造を詳細に示す、第13図の13A−13A線に沿った断面図であり、
第13B図は、本発明のポータブルペン書き式コンピューティング装置を、投影視認モードで作動している状態で示す斜視図であり、
第14図は、エレクトロルミネセント材料を使用して実現された本発明の電気光学式バックライトパネルの更に別の実施例の斜視図であり、
第14A図は、第14図の電気光学式バックライトパネルの断面図であり、
第15図は、コンピューターを用いた本発明の更に別の実施例のポータブルシステムを投影視認形体で配置した状態で示す側面図であり、
第15A図は、画像投影レンズ及び取り外し自在の支持構造をコンピューターシステムの中央下ベース部分の下に配置した内部収納室から取り外した状態で示す、コンピューターを用いた第15図のポータブルシステムの斜視図であり、
第15B図は、取り外し自在の支持構造をコンピューターシステムのベース部分に形成された支持スロットに取り付けることによって本発明のディスプレーパネルアッセンブリの投影軸線に沿って支持された画像投影レンズを示す、コンピューターを用いた第15図のポータブルシステムの斜視図である。
実施例
一般的には、本発明の電気光学バックライトパネルは、種々のバックライト環境で使用できる。例示の目的で、本発明のバックライトパネルは、コンピューターを用いた種々のポータブルシステム、即ち第１図乃至第5C図に示すノートブック型／ラップトップ型のポータブルコンピューター、第９図乃至第11C図に示すノートブック型／ラップトップ型のポータブルコンピューター、第12図乃至第12E図に示すポータブル画像ディスプレー装置、第13図乃至第13B図に示すペン書き式ポータブルコンピューティング装置、及び第15図乃至第15A図に示すノートブック型／ラップトップ型のポータブルコンピューターの構成要素として組み込んだものとして示してある。しかしながら、本発明のバックライトパネルは、コンピューターのモニター、透明画、フィルム構造等の、コンピューターを用いた別の種類のシステム及び器機にも、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、使用できるということは理解されよう。
一般的には、本発明のバックライトパネルは、光を放出する発光状態、外部で発生した光を実質的に散乱なしに通す透光状態を持つ電気光学構造からなる。多くの実施例において、電気光学構造は、第１及び第２の作動モードを持つ薄い電気光学パネルの形体である。第１作動モード中に発光状態を選択し、第２作動モード中に透光状態を選択するための電子回路部品が設けられている。電気光学バックライトパネルは、バックライト照明が必要であるか或いは所望である種々の用途で使用するのに特に適している。
本発明の電気光学バックライトパネルは、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、種々の技術を使用した種々の方法で実現できる。このような技術には、例えば、ポリマー分散型液晶（PDLC）やエレクトロルミネセント材料（EO）を使用する技術が含まれるが、このような電気光学技術に限定されないということは勿論のことである。
本発明の一つの例示の実施例によれば、バックライトパネルは、幾つかの構成要素、即ち光発生手段、光案内構造、光拡散構造、及び状態選択手段を総合することによって実現される。光案内構造は、光学的に透明な材料から形成され、第１及び第２の光案内面及び少なくとも第１光伝導縁部を有する。光発生手段の機能は、光伝導縁部を透過し、第１及び第２の光案内面間で内部反射される可視光線を発生することである。光拡散構造は、光案内構造と作動的に関連しており、直接視認モード中に選択できる、光を散乱（即ち拡散）させる光学的に透明な作動状態と、投影視認モード中に選択できる、光を散乱させない光学的に透明な作動状態を有する。この特定の実施例では、状態選択手段の機能は、直接視認モード中に光散乱状態を選択し、投影視認モード中に非光散乱状態を選択することである。本発明の好ましい実施例では、状態選択手段は、光拡散構造の光散乱作動状態から非光散乱作動状態へ電子的に切り換えることができるようになっている。
直接視認モード中、光反射面は、光案内構造の第２光案内面と隣接して配置されており、光発生手段は、光伝導縁部を透過して光案内構造に入る可視光線を発生し、光線は、第１及び第２の光案内面間で内部全反射される。直接視認モードでは、状態選択手段が光拡散構造をその光散乱作動状態に電子的に切り換える。光拡散構造は、その光散乱状態で作動しているとき、案内パネル内で内部反射された光線を散乱し、そのため、これらの散乱させた光線の所定の割合は、もはや光案内パネル内の内部全反射状態を満たさない。従って、これらの散乱させた光線は、光案内パネルの第１光案内面、及び直接照明透明画、フィルム構造、平らなLCDパネル、等を通過でき、即ちこれらを通って漏れる。
投影視認モード中、光拡散構造の第２光案内面と隣接して光反射面が配置されておらず、光線は、代表的には、光発生手段から発生されない。というよりはむしろ、光線は外部光源で発生され、光案内パネルを通して投影されるのである。光案内パネルから光拡散構造を物理的に取り除くことなく、状態選択手段が光拡散構造をその非光散乱作動状態に電子的に切り換える。非光散乱状態で作動しているとき、光拡散構造により、投影された光線は、散乱を実質的に伴わずに、光案内構造及び光拡散構造を自由に通過できる。従って、バックライトパネルから出てくる投影された光線を使用して透明画、フィルム構造、平らなLCDパネル、等を照明し、大型の視認表面上に画像を投影することができる。
変形例では、本発明の電気光学バックライトパネルを、エレクトロルミネセント材料層を持つエレクトロルミネセントパネルアッセンブリとして実現できる。エレクトロルミネセント材料層は、直接視認モード中に発光し、投影視認モード中、外部で発生した光線を、実質的に散乱なしに通すことができる。この変形例の製作方法によれば、PDLC材料でなく、特別に選択したエレクトロルミネセント材料を使用し、電気光学バックライトパネルの発光状態及び透光状態を達成する。
一般的には、本発明のバックライトパネルは、透明画、フィルム構造、平らなLCDパネル、等を照明することを必要とする多くの種々の用途で使用できる。しかしながら、本発明のバックライトパネルを、単に例示の目的で、コンピューターを用いた以下に説明する幾つかの実質的に関して詳細に説明する。
以上の本発明の概論に留意し、本発明の例示の実施例を以下に詳細に説明する。添付図面に亘り、同じ構成要素には同じ参照番号が附してあるということに留意されたい。
第１図及び第1A図に示すように、ポータブルコンピューターシステム１は、ベース部分２及びヒンジ連結されたディスプレー（又はカバー）部分３を持つハウジングを有する。第２図に示すように、ポータブルコンピューターシステム１は、総合した多数の構成要素、即ち、一つ又はそれ以上の中央演算処理装置４（例えばマイクロプロセッサ）、システムパラメータ、オペレーティングシステムルーチン、アプリケーションプログラム、等を実行中に記憶するための高速ランダムアクセス記憶装置（例えばRAM）５、オペレーティングシステムプログラムの部分を記憶するための高速読み取り専用記憶装置（例えばROM）６、及び情報ファイル、プログラム、画像データ、等を、長期に亘って記憶するため、ハード型磁気ディスク又は光磁気ディスクに読み取り及び書き込みを行うためのハードディスク駆動装置サブシステム７、情報ファイル、プログラム、画像データ、等を、長期に亘って記憶するため、フロッピー型磁気ディスクに読み取り及び書き込みを行うためのフロッピーディスク駆動装置サブシステム、LCDディスプレーパネルアッセンブリ10及び第３図及び第3A図に示すＸ−Ｙドライバー回路11を含む視覚表示サブシステム９、ディスプレーパネルアッセンブリに表示されるべきビデオデータのフレームをバッファーするためのビデオランダムアクセス記憶装置（例えばVRAM）12及びVRAM12に記憶されたビデオデータのフレームにアクセスし、これらのビデオフレームをＸ−Ｙドライバー回路11に提供するためのディスプレープロセッサ13を含むビデオ画像記憶サブシステム、キーボード又は他のテキスト入力装置14及びこれと関連したインターフェース回路、CD−ROM（光ディスク）駆動装置、ステレオ−ビデオカメラ、ファクシミリ装置といった一つ又はそれ以上の入力装置又は出力装置に対してインターフェースを構成する指示−選択装置（例えばマウス又はトラックボール）15及びインターフェース回路及び外部入出力ポート16からなる。図示のように、これらのシステム構成要素の各々は、一つ又はそれ以上のシステムバス17によって、当該技術分野で周知の方法でプロセッサ４と作動的に関連している。更に、コンピューターシステムは、充電式バッテリーパック18及びポータブルコンピューターの技術で周知の電力分配回路19を有する。
好ましい実施例では、オペレーティングシステムは、プロセッサが複数の入出力ウィンドウズ、指示−選択装置15、及びマルチメディア入出力装置をサポートできるようにする、アップルコンピューター社から入手できるマッキントッシュ（マッキントッシュ（Macintosh）は登録商標である）システム7.0オペレーティングシステムソフトウェア、マイクロソフト社から入手できるウィンドウズ（ウィンドウズ（Windows）は登録商標である）オペレーティングシステムソフトウェア、AT＆Ｔ社から入手できるユニックス（ユニックス（UNIX）は登録商標である）Ｘ−ウィンドウズオペレーティングシステムソフトウェアであるのがよい。しかしながら、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、他の適当なオペレーティングシステムプログラムを使用して十分な結果を得ることができるということは理解されよう。
コンピューターを用いたシステムの第１の例示の実施例では、ディスプレーパネルアッセンブリ10を除く全ての上述のシステム構成要素が第１図及び第1A図に示すコンピューターハウジングのベース部分に収容されており、ハウジングのヒンジ止めされたカバー部分にはディスプレーパネルアッセンブリ10だけが取り付けられている。しかしながら、システム構成要素の特定の分布は、本発明の実施例によって異なるということは理解されよう。
第１図及び第1A図に示すように、カバー３の前側及び後側の両側には、矩形の光線透過開口部20A及び20Bが設けられている。これらの開口部の大きさはほぼ同じであるが、ディスプレーパネルアッセンブリの周縁部を当該技術分野で周知の従来の方法で支持するため、本発明のディスプレーパネルアッセンブリ10よりも長さ寸法及び副寸法が僅かに小さい。第１の例示の実施例では、不透明な後パネル21がカバーの後部分にヒンジ連結されており、パネル21を下方に回転させて第1A図に示す直接視認形体にしたとき、光線透過開口部20Bを完全に塞ぐ。後パネル21は、ポータブルコンピューターを第４図に示す投影視認モードにするために上方に回転させたとき、ディスプレーパネルアッセンブリ10の平面に関して45゜の角度の位置に保持される。後パネル21の寸法は、後開口部20Bの寸法よりも僅かに小さい。
第３図及び第3A図の直接視認形体に示すように、ディスプレーパネルアッセンブリ10は、本発明の電気光学バックライトパネルの第１の例示の実施例をプログラム可能な空間光線変調器（SLM）と総合することによってつくられており、従来のLCDパネル33として実現される。これらの図に示すように、バックライトパネルの第１の例示の実施例は、多数の副構成要素、即ち、外部に配置された光案内面25C及び25D及び内部に配置された光案内面25E及び25Fを持つ間隔が隔てられた一対の透明パネル25A及び25B、これらのパネル間の厚さが均等なポリマー分散液晶材料層26からなる第１ポリマー分散型液晶（PDLC）パネル（25）の形体の光線案内構造25、電源19に電気的に接続され、プロセッサ４によって制御される一対の螢光照光チューブ27及び28、細長い凹状の反射器29及び30、極薄空隙32を挟んで光案内構造25の前面に取り付けられた第2PDLCパネル31、極薄空隙35を挟んで第2PDLCパネル31の後面に取り付けられた第3PDLCパネル34、極薄空隙37を挟んで光案内構造25の後面に取り付けられた第4PDLCパネル36、及び極薄空隙39を挟んで第4PDLCパネル36の後面に積層した薄い透明層38のフレネルレンズゾーン構造又はホログラフィック光学連結要素として実現した薄いレンズパネルからなる。パネル25、31、34、36、及び38は、一緒になって第１の例示の実施例の電気光学バックライトパネルを形成する。第3A図に示すように、アクティブマトリックスLCDディスプレーパネル33が極薄空隙50を挟んで第2PDLCパネル34の前面の後面に取り付けられている。変形例では、薄いレンズパネル38を、PDLCパネル34と薄いレンズパネル38との間に適当な空隙を形成した状態で、第2PDLCパネル34とLCDディスプレーパネル33との間に配置してもよい。このように、パネル25、31、33、34、36、及び38を互いに一体に連結し、単一の複合構造を持つディスプレーパネルアッセンブリ10を形成する。好ましい実施例では、この複合構造の全厚は10mm以下である。極薄空隙32、35、37、39、及び50は、夫々のパネルに形成されたディンプルとして実現された非常に薄いパネルスペーサによって、又は当該技術分野で周知の任意の他の適当な技術によって形成できる。
例示の実施例では、本発明の光拡散構造を形成するのにPDLC材料が使用されているけれども、切り換え可能な光散乱作動状態及び非光散乱作動状態を持つ他の適当な電気光学構造を使用できるということは理解されよう。
第３図及び第3A図に示すように、反射層40を後パネル21の内面に付ける。この反射層は、コンピューターのディスプレー（即ちカバー）部分にヒンジ連結されている。直接視認モードでは、反射層40は空隙41を間に挟んでフレネルレンズパネル38と隣接して配置されているが、これに対し、第５図及び第5C図に示す投影視認モード中、反射層40及び後パネル21はディスプレーパネルアッセンブリ10から遠ざけられる。
第１の例示の実施例では、光案内構造25の厚さは、約1mm乃至約5mmである。螢光照光チューブ27及び28は、電源19によって駆動され、当該技術分野で周知の小型取り付け体で支持されている。照光チューブは、光案内構造25の両側縁部に沿ってこれらの縁部と近接してぴったりと位置決めされている。これらの照光チューブから放出された光線は、反射器28及び29によって光案内構造の側縁部に沿って焦合され、光案内構造の内部に効果的に伝導され、その結果、光線は、通常は、周知の「内部全反射」の光学的原理に従って光案内面25Aと25Bとの間で境界付けられる（即ち内部反射される）。
特に、直接視認作動モード中、光案内構造内に捕捉された光がLCDパネル33の方向に均等に取り出され、又は「漏れ出る」ことが必要である。そのようにすることによって、バックライトパネルが発生する光の強さの分布をLCDパネル33だけが、空間的に変調（スペクトルについてフィルターにかけ）することができる。本発明によれば、この機能は、光案内構造の光案内面25Cと25Dとの間で案内される光の内部全反射を中断するように第1PDLCパネル25（即ち光案内構造）を電気的に制御することによって行われる。例示の実施例では、この機能は、透明パネル25A及び25Bの向き合った内面25E及び25Fを極薄（例えば、1000乃至5000）の透明な道電層42及び43（例えば、インジウム−錫酸化物）でコーティングすることによって実現される。第3C図に最もよく示すように、PDLC層26は、これらの導電層間に配置される。重要なことは、透明パネル25A及び25B、及びこれらのパネル間の硬化したポリマー母材44（液晶分子45が懸濁した）の屈折率が同じになるように特定の光学材料を選択することである。
第3C図に最もよく示してあるように、直接視認モード中には、電極表面42と43との間に外部電界（即ち電圧）が加えられない。このような状態では、電極表面42と43との間のポリマー分散型液晶45の電界ベクトルがランダムに配向され、光案内面25Cと25Dとの間で反射された光線が周知のランバート分布に従って散乱される。内部全反射についての臨界角をもはや満たさないこれらの散乱された光線は、光案内面25C及び25Dの両方を通して直接伝達される。
第5C図に示すように、投影モード中、電極表面42と43との間に外部電界（即ち電圧）を加えると、PDLC分子が光案内面25C及び25Dに対して垂直に、電界の方向に整合し、これによって光の散乱をなくす。この作動モード中、PDLCパネルはその非光散乱状態をとり、その結果、内部全反射状態が満たされ、光案内構造から光がほとんど漏れない。光案内構造の光案内面に対して実質的に垂直に伝播する、外部で発生した光線だけがバックライトパネルを完全に通過してLCDパネル33に当たることができる。ディスプレーシステムを直接視認モードに切り換えるには、電極表面42と43との間に加えられた電圧（即ち外部電界）を切り、PDLCパネル26をその光散乱（拡散）作動モードに戻すことだけが必要とされる。
光案内パネル25の前面を通って漏れる光を実質的に均等にするためには、伝導された光の、光伝導パネルの中央軸線の方向での強さを本質的に小さくするように補償することが必要である。本発明の例示の実施例では、この補償機能は、以下に説明する技術のうちの任意の一つの技術を使用して得ることができる。
光の強さを補償するための第１の方法は、PDLC26内の液晶分子を光案内パネルの水平方向寸法の距離の関数として分布させることを必要とする。特定的には、第１の例示の実施例の螢光チューブを二つ備えた形体では、液晶の密度は、光案内パネル25の中央に向かって大きくなっており、光案内パネル25の中央では、伝導された光の強さが最小である。このようにすることによって、漸減する光の強さを補償することができる。この技術は、ポリ酢酸ビニル（PVA）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、又は他の適当なポリマー材料から形成されたPDLC材料のエマルジョンを調製することによって実現できる。これらの材料は全て、当該技術分野で周知である。次いで、液晶分子をエマルジョンに加える。調製したエマルジョン及び当該技術分野で周知のスクリーン印刷技術を使用し、所定のパターンのPDLCエマルジョン材料を光学的に透明な電極表面42又は43上に形成する。PDLCエマルジョンの幾何学的形状は、バックライトパネルに亘る光の強さの補償を考慮して選択されるということに注目されたい。その後、PDLCフィルムの形成中、結果的に得られたPDLCフィルムに、相分離プロセスを使用し、微小液滴を自然に形成する。相の分離は、重合、温度、又は溶剤及び温度の組み合わせによって行うことができる。特に、重合による相分離（PIPS）、温度による相分離（TIPS）、溶剤による相分離等の相分離技術は、PDLCフィルム構造に分散した液晶の微小液滴の形成に使用できる。紫外線をフォトイニシエーターとともに使用することによって、PDLCフィルムを定着（即ち硬化）させる。紫外線及びフォトイニシエーターは、当該技術分野で周知である。最後に、パターン間の隙間を埋めて光学的に滑らかな表面を形成するため、PVA又はPMMAでできた層を定着したパターンをなしたPDLCフィルム層に重ねる。
光案内構造25の製造を完了したとき、光案内面25Cから光案内面25Dまで、屈折率が完全に一致しなければならない。光案内構造の最適の性能を確保するためにこの光学的状態を満たさなければならないが、この構造を実現するために使用された材料及び製造技術の選択は実施例によって異なるということは理解されよう。
第3D図及び第3E図に示す光の強さを補償するための第２の方法は、（ｉ）交互に配置した（光学的に透明な）第１及び第２の電極ストリップの組42A及び42Bを光学的に透明なパネル25Aの内面25E上に形成し、（ii）均等な光学的に透明な電極表面43を光学的に透明なパネル25Bの内面25F上に形成することを必要とする。第3D図及び第3E図に示すように、電極ストリップ42A及び42Bは、光案内構造25の垂直方向と平行に延びる。電極ストリップ42Aは、バスストリップ42Cに電気的に接続されており、電極ストリップ42Bはバスストリップ42Dに電気的に接続されている。第3D図に示すように、パターンをなしていない均等なPDLC層26'がこれらの電極表面構造間に形成されている。光線の散乱を光案内構造の中央領域に向かって大きくし、及びかくしてこの領域での光の強さを補償するため、交互に配置した電極ストリップ42A及び42Bの幅は、図示のように、光案内構造の中央に向かって大きくなる。一般的には、隣接した電極ストリップ間の隙間は電極ストリップの幅よりもかなり小さい。これによって、投影視認モード中、外部電界が第１及び第２の電極ストリップの組42A及び42Bの両方に亘って加えられ、全ての液晶分子がこれに従って整合し、この作動状態で光の散乱が起こらないとき、電界の強さの摂動を電極表面の辺縁部領域で無視できる。更に、PDLC層26の厚さは、最も狭幅の電気ストリップの幅よりもかなり小さく、そのため、電極ストリップと接地電極との間の電界が実質的に均等になる。
直接視認モードでは、光案内面25Cと25Dとの間で内部で反射される光をLCDパネル33に向かって逃がすことができ、即ち漏らすことができるということが重要である。直接視認モード中、電極ストリップの第２の組42Bだけに外部電界を加えることによって、内部で反射された光を光案内構造から逃がすことができる。これに応じて、電極ストリップの第２の組42Bの下の液晶分子の電界ベクトルはランダムに配向され、非散乱液晶分子のパターンが形成される。電極ストリップの第１の組42Aと均等な電極表面43との間には電界が全く加えられておらず、液晶分子の電界ベクトルはランダムに配向され、光の散乱が起こる。当然のことながら、直接視認モード中、光は、電極の第１の組42Aの広幅の電極ストリップの下の方が第１の組の狭幅の電極ストリップの下よりも大きく散乱する。集合的に述べると、このようにして形成された結果的に得られた光の散乱パターンは、LCDパネル33を通して高品質の画像を得るのに必要な程度に光の強さを補償する。
光の強さを補償するための第３の方法を第3F図乃至第3H図に示す。第3F図に示すように、方法の第１工程は、パターンをなしていない一対の光学的に透明な電極層42と43との間にPDLCフィルムからなる均等な層26'を設けることを必要とする。代表的には、光学的に透明な電極層の各々は、インジウム−錫酸化物のような材料から形成される。好ましくは、PDLCフィルム層26'は、ニュージャージー州のノーランド社から商業的に入手できるノーランド65感光性ポリマーのような感光性ポリマーでできた光透過性母材によって取り囲まれた、又はこのような母材中に均等に分散させた、直径が約0.1μｍ乃至約10μｍの、封入した液晶の微小液滴を分散させることによって形成されている。
製造プロセスのこの工程で、PDLCフィルムに適したエマルジョンを準備しなければならない。例示の実施例では、エマルジョンを調製するための第１の工程は、ネマチック液晶分子、スメクチック液晶分子、コレステリック液晶分子を適当な液体ポリマー先駆物質（例えばプレポリマー又はモノマー）及び紫外線フォトイニシエーターのような硬化剤と混合することによって形成した、均質で適当な粘度の溶液を形成することを必要とする。均質な溶液の調製に使用するための適当な材料は、当業者に周知である。更に、PDLCフィルムの製造に関する周知の詳細は、大面積発色体誌で公開された「ポリマーに分散させ且つ封入した液晶フィルム」というG.ポール・モントゴメリージュニアの論文、SPIE学会誌第IS4号の第577頁乃至第606頁の透過率を制御するための材料及び装置に開示されている。これらの文献について触れたことにより、これらの文献に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。ひとたび調製すると、光学的に透明な導電性電極層42及び43でコーティングした一対の基材の間に粘性の溶液を入れ、必要な厚さのフィルムエマルジョン構造を形成する。代表的には、インジウム−錫酸化物（ITO）を使用して光学的に透明な電極層42及び43を形成する。
一般的にはPDLCフィルムエマルジョン構造の微小液滴は、フィルムの形成中に起こる相分離プロセスによって自然に形成される。相分離は、重合、温度、又は溶剤及び温度の組み合わせによって行うことができる。特に、重合による相分離（PIPS）、温度による相分離（TIPS）、溶剤による相分離等の相分離技術を使用して、PDLCフィルム構造に分散した液晶の微小液滴を形成できる。
図示の実施例では、液晶の微小液滴内に封入された液相は、一般的には、（ｉ）液晶分子の大きなパーセンテージ（例えば、約99重量％）、（ii）液体プレポリマー又はモノマーの非常に小さいパーセンテージ（例えば、1.0重量％以下）、及び（iii）液体フォトイニシエーターのような硬化剤の非常に小さいパーセンテージ（例えば、1.0重量％以下）からなる。封入された液晶は、ネマチック型、スメクチック型、又はコレステリック型であるのがよいが、例の実施例において、ネマチック型液晶が好ましい光散乱媒体である。製造プロセスのこの段階を完了したとき、基材を取り除き、光学的に透明な導電性の電極層42と43との間に挟まれた薄いPDLCフィルム層を持つPDLCフィルム構造を提供する。結果的に得られたPDLCフィルム層の長さ寸法及び寸法法は、商業的用途に応じて大きくてもよいし小さくてもよい。
第3G図に示すように、方法の第２工程は、スペーシャルマスク140及び紫外線プロジェクター141を使用して投影された所定のパターンの紫外線にPDLCフィルム構造全体を露呈することを必要とする。この際、液晶の微小液滴の各々の光軸を光学的に透明な電極層42及び43と平行に整合させるため、PDLCフィルム構造の平面に対して実質的に垂直方向に差し向けられた「基準」電界を光学的に透明な電極層42と43との間に加える。好ましくは、スペーシャルマスク140の光透過開口部140Aのパターンは、第3D図に示す電極パターンと実質的に同じである。製造プロセスのこの工程中、幾つかの化学反応が起こる。先ず最初に、感光性ポリマー母材（即ちPDLCフィルム構造）の、紫外線のパターンに露呈した部分が硬化する。第２に、紫外線のパターンに露呈した液晶の微小液滴内のモノマー材料がフォトイニシエーター及び紫外線の存在下で重合し、これによって、このような液晶の微小液滴の各々にポリマーネットワークを形成する。各微小液滴内のポリマーネットワークの機能は、微小液滴の光軸が基準電界の方向と平行に弾性的に賦勢されるか或いは整合されるように液晶分子をその内部に物理的に捕捉することである。製造プロセスのこの工程中、スペーシャルマスクによって遮断されたPDLCフィルム構造の領域は、紫外線がないために硬化しない。製造プロセスのこの工程の結果、光軸がPDLCフィルム構造の平面に対して垂直方向に弾性的に賦勢されるポリマー分散型液晶の微小液滴からなる第１のパターンが形成される。
第3H図に示すように、方法の第３工程は、先ず最初に基準電界を電極層42及び43から取り除くことを必要とする。外部電界が存在していない状態で、前の工程中に紫外線パターンから遮蔽された微小液滴の夫々の光軸を感光性ポリマー母材内でランダムに配向することができる。次いで、紫外線プロジェクター141を使用して（スペーシャルマスク140なしで）PDLCフィルム構造全体を紫外線に露呈する。この際、「基準」電界は電極層42及び43から取り除かれている。製造プロセスのこの工程中、幾つかの光化学反応が起こる。先ず最初に、感光性ポリマー母材の残りが硬化する。第２に、光軸がランダムに配向された微小液滴のモノマー材料が、フォトイニシエーター及び紫外線の存在下で重合し、これによって、このような微小液滴の各々にポリマー（即ちポリドメイン）ネットワークを形成する。このような微小液滴の各々の内部のポリマーネットワークの機能は、各微小液滴の光軸がランダムな配向で弾性的に賦勢されるように液晶分子をその内部に物理的に捕捉することである。
結果的に得られた構造はPDLCパネルであり、このパネルは、光軸がPDLCパネルの平面に対して垂直方向に弾性的に賦勢されたポリマー分散型液晶の微小液滴からなる第１パターン、及び光軸がPDLCパネルの平面に関してランダムな方向に弾性的に賦勢されたポリマー分散型液晶の微小液滴からなる第２パターンを有する。
PDLCパネルの電極層42と43との間に外部電界が加えられていない場合には、光軸がランダムに配向された液晶の微小液滴の第２パターンにより、直接視認モード中にバックライトパネルから光を取り出すのに必要な「光散乱（即ち拡散）」作動状態を提供する。これと同時に、PDLCパネル26'の液晶の微小液滴からなる第２パターンにより、バックライトパネルで必要な強さの補償を所望程度に行うことができる。
外部電界をPDLCパネルの平面に対して垂直に電極層42と43との間に加えたとき、液晶の微小液滴の第２パターンの光軸は、それらのランダムな方向から遠ざかるように強制的に再配向され、液晶の微小液滴の第１パターンの弾性的に賦勢された光軸の方向と平行に整合される。これによって、投影視認モード中に投影された光線を拡散することなく通過させるのに必要な「非光散乱」作動状態を提供する。
本発明の以下の説明では、単なる開示の目的で、光案内構造25での光の強さの補償は、第3A図及び第5Bに示し且つ上文中に説明したように、パターンをなしたPDLC層26及び電極表面42及び43を使用して行われるものと仮定する。しかしながら、以下の説明は、本発明のバックライトパネルでの光の拡散を選択的に制御するためにPDLC層26'、2''、又は機能的に等価の任意の他の構造を使用する場合に適用されるということは理解されよう。
直接視認作動モードでは、第1PDLCパネルの電極42と43との間に電界が加えられていないとき、内部に分散された液晶分子はランダムに配向されている。従って、光案内構造25内に伝達された光線は、その中央部分に沿って大きく散乱される。この結果、光案内構造25からLCDパネル33の方向並びにPDLCパネル31の方向に放出される光の強さ分布が実質的に均等になる。
ディスプレーパネルアッセンブリのLCDパネル33だけが、ディスプレー表面からディスプレーを見る人の眼に向かって出る光線の分布に空間的強さ変調を加えるようにするためには、LCDパネル33の裏側の光の強さがディスプレーパネルアッセンブリのｘ−ｙ軸線に沿って高度に均等であることが重要である。PDLCパネル31の機能は、光案内面25Dを通過する光線を均等に拡散（即ち散乱）させることによって、この状態が確実に満たされるようにすることである。例示の実施例では、この光拡散機能は、PDLCパネル31を第1PDLCパネル（即ち光案内構造25）と同じ方法でつくることによって得られる。特定的には、光学的に透明なパネル31A及び31Bの向き合った内面31E及び31Fを、極めて薄い（例えば1000乃至5000）光学的に透明で導電性の層46及び47（例えばインジウム−錫酸化物（ITO））でコーティングする。図示のように、PDLC層31Gをこれらの導電性電極表面間に配置する。PDLCパネル31では、液晶分子の分布（即ち密度）は、パネルの水平方向寸法に亘って実質的に均等である。光学的に透明なパネル31A及び31B及びこれらのパネル間の硬化したポリマー母材（液晶分子を支持する）の屈折率は実質的に同じである。直接視認モードでは、電極表面46と47との間に電界が加えられていない場合には、これらの電極表面間のポリマー分散型液晶の電界ベクトルはランダムに配向されており、光案内構造25から出てPDLCパネル31を通過する光線は、周知のランバート分布に従って均等に散乱される。これによって、PDLCパネル31からPDLCパネル34の方向に出た光の強さの分布が非常に均等になる。投影視認モードでは、電極表面46と47との間に外部電界（即ち電圧）が加えられている場合、これらの電極表面間のポリマー分散型液晶の電界ベクトルが、加えられた電界と整合し、非光散乱作動状態をもたらす。この切り換えた光学的状態では、外部投光装置から光案内構造25を通して垂直方向に投影された光線は、本発明のディスプレーサブシステムの投影視認モード中にPDLCパネル33を照明するのに必要なように、散乱することなくPDLCパネル31を通過する。
ディスプレーパネルアッセンブリ10では、PDLCパネル34の機能は、上文中に説明したPDLCパネル31の機能と同じである。特定的には、直接視認モード中、PDLCパネル34の機能はPDLCパネル31から出る光を更に拡散（即ち散乱）することである。例示の実施例では、この光拡散機能は、PDLCパネル34をPDLCパネル31と同じ方法でつくることによって得られる。特定的には、光学的に透明なパネル34A及び34Bの向き合った内面34E及び34Fを極めて薄い（例えば1000乃至5000）光学的に透明な導電性の層48及び49（例えばインジウム−錫酸化物（ITO））でコーティングする。図示のように、PDLC層34Gは、これらの導電性電極表面間に配置される。PDLCパネル34では、液晶分子の分布（即ち密度）は、パネルの水平方向寸法に亘って実質的に均等である。光学的に透明なパネル34A及び34B及びこれらのパネル間の硬化したポリマー母材（液晶分子を支持する）の屈折率は実質的に同じである。直接視認モードでは、電極表面48と49との間に電界が加えられていない場合には、これらの電極表面間のポリマー分散液晶の電界ベクトルはランダムに配向されており、PDLCパネル31から出て、PDLCパネル34を通過する光線は、周知のランバート分布に従って均等に散乱される。これによって、PDLCパネル34からLCDパネル33の方向に出た光の強さの分布が非常に均等になる。
直接視認モードでは、光案内構造25内での光の散乱は、一般的には、周知のランバート分布に従って生じる。散乱した光線は、反射面40の方向に伝播し、最初にPDLCパネル36及びフレネルレンズパネル38を通過し、反射面40で反射され、次いで、PDLCパネル31及び34を通過する前にフレネルレンズパネル38、PDLCパネル36、及び光案内構造25を通過し、最終的にLCDパネル33を通過する。直接視認モード中、PDLCパネル36は、この分散／反射された光を、PDLCパネル36の光透過面36C及び36Dを通って伝播するときに拡散するように機能する。この光拡散機能は、PDLCパネル36をPDLCパネル30、31、及び34と同様の方法でつくることによって得られる。特定的には、光学的に透明なパネル36A及び36Bの向き合った内面36E及び36Fを極めて薄い（例えば1000乃至5000）光学的に透明な導電性の層51及び52（例えばインジウム−錫酸化物（ITO））でコーティングする。図示のように、PDLC層36Gをこれらの導電性電極表面間に配置する。PDLCパネル36では、液晶分子の分布（即ち密度）は、パネルの水平方向寸法に亘って実質的に均等である。光学的に透明なパネル36A及び36B及びこれらのパネル間の硬化したポリマー母材（液晶分子を支持する）の屈折率は実質的に同じである。直接視認モードでは、電極表面51と52との間に電界が加えられていない場合には、これらの電極表面間のポリマー分散型液晶の電界ベクトルはランダムに配向されており、反射面40から反射され且つPDLCパネル36をする光線は、周知のランバート分布に従って均等に散乱される。これによって、PDLCパネル36から光案内構造25の方向に出る光の強さの分布が非常に均等になる。
直接視認モードでは、光案内構造25及び電子制御式光拡散パネル31、34、及び36の収集機能により、LCDパネル33のｘ−ｙ座標の方向に沿った光の強さの特徴が非常に均等なバックライト平面が形成される。コンピューターシステムから一つの種類又は別の種類の画像を表示するため、LCDパネル33は、均等なバックライトの平面の強さを、これがLCDパネルを通って伝播するときに、空間的に変調する。
例示の実施例では、LCDパネル33は、プログラム可能なスペーシャル光度マスク（即ちスペーシャル光モジュレータ即ちSLM）に重ねたプログラム可能なスペーシャルカラーマスク（即ちスペーシャルスペクトラルマスク）を有する。一般的には、プログラム可能なスペーシャル光マスクは、電気的にアドレス可能なピクセルの第１アレイ（即ちマトリックス）を有し、プログラム可能なスペーシャルカラーマスクは、電気的にアドレス可能なピクセルの第２アレイ（即ちマトリックス）を有する。
当該技術分野で周知の方法では、プログラム可能なスペーシャル光マスクの各ピクセルは、表示されるべきピクセルの強さの情報に従って光透過率を変化させることができる材料から形成される。従来の方法では、このスペーシャル光カラーの各ピクセルは、ディスプレー制御装置13の制御下で作動するプログラムドライバー回路11によって駆動される。アレイ内の各ピクセルの光透過率の変調の程度は、グレースケール又はフレームバッファ12の対応するピクセル位置に含まれる強さの情報によって決定される。表示されるべき特定の画像のグレースケール情報をディスプレープロセッサ13でフレームバッファ12に書き込み、プログラムドライバー回路11でこれを走査し、ピクセル駆動信号に変換する。
カラー画像を表示しようとする場合には、プログラム可能なスペーシャルカラー（即ちスペクトル）マスクをピクセルドライバー回路11でアクティブに駆動する。プログラム可能なスペーシャルカラーマスクの各ピクセルのスペクトル透過率は、表示されるべきカラー情報に従って変化させることができる。従来の方法では、プログラム可能なスペーシャルカラーマスクのピクセルの各々をＸ−Ｙピクセルドライバー11の指定ドライバーラインによって駆動する。アレイの各ピクセルのスペクトル透過率は、フレームバッファ12のピクセルカラー情報によって決定される。
本発明のディスプレーパネルアッセンブリの第１の例示の実施例を説明したが、参照番号10'を附した本発明のディスプレーパネルアッセンブリの第２の例示の実施例を説明するのが適当である。
特に第３図及び第3B図に示すように、ディスプレーパネルアッセンブリ10'は、従来のLCDディスプレーパネルに組み込んだ新規な電気光学バックライトパネル構造を有する。電気光学バックライトパネル構造は多数の総合した構成要素、即ち、光学的に透明な光案内パネル25'、螢光照光チューブ27及び28、細長い凹状の反射器29及び30、光案内パネル25'の前面25B'に直接重ねた電気制御式PDLCパネル31、極薄空隙35を挟んで電気制御式PDLCパネル31の前面に取り付けられた電気制御式PDLCパネル34、極薄空隙35を挟んで光案内パネル25'の後面25A'に取り付けられた電気制御式PDLCパネル36、及び極薄空隙39を挟んで電気制御式PDLCパネル36の後面の積層した光学的に透明な薄い層38に形成したフレネルレンズゾーン構造からなる。パネル25'、31、34、36、及び38は、一緒になって、複合構造を持つ電気光学バックライトパネルを形成する。例示の実施例では、アクティブマトリックスLCDティスプレーパネル33が極薄空隙50を挟んで電気制御式PDLCパネル34の前面の後面に取り付けられている。このように、パネル25'、31、33、34、36、及び38を一体に連結し、ディスプレーパネルアッセンブリ10'を単一の複合構造として形成する。好ましい実施例では、この複合構造の全厚は10mmは以下である。
第３図及び第3B図に示すように、後パネル21の内面には、反射層40が、ディスプレーパネルアッセンブリの第１の例示の実施例におけるのと実質的に同様の方法で取り付けられている。直接視認モードでは、反射層40は、フレネルレンズパネル38と隣接して配置されるが、第５図乃至第5B図に示す投影視認モードでは、反射層40及び後パネル21は、本発明のバックライトパネルから遠ざけられている。
ディスプレーパネルアッセンブリ10'では、光案内パネル25'は、中実のシート材料（例えばPVA又はPMMA）の形体であり、その屈折率は、光学的に透明なパネル31A及び31B、及びこれらのパネル間に配置されたPDLC層31Gのポリマー母材と同じである。好ましくは、光案内パネル25'の厚さは、約1mm乃至約5mmである。電気制御式PDLCパネル31は、ディスプレーパネルアッセンブリ10に関して上文中に説明したのと同様につくられている。光案内パネル25'及び光学的に透明なパネル31Aを適当な接着剤で互いに固定した場合には、屈折率は、光案内面25A'からPDLCパネル31の光透過面31Dまで一定（即ち実質的に同じ）である。
ディスプレーパネルアッセンブリ10'では、螢光照光チューブ27及び28は電源19によって駆動され、光案内パネル25'の側縁部に取り付けられた小型取り付け体で支持されている。螢光チューブは、光案内構造25'の両側縁部に沿ってこれらの縁部と近接してぴったりと位置決めされている。そのため、これらの照光チューブから放出された光線は、反射器29及び30によって光案内パネルの側縁部に沿って焦合され、光案内パネル25'の内部に効果的に伝導される。この他の全ての点に関し、ディスプレーパネルアッセンブリ10'は、ディスプレーパネルアッセンブリ10と同様に形成されている。
直接視認作動モードでは、PDLCパネル31の電極層46と47との間に電界が加えられていない場合には、分散された液晶分子はランダムに配向されている。従って、光案内パネル25'内に導入された光はPDLCパネル31の中央部分に沿って大きく散乱され、この結果、PDLCパネル31からPDLCパネル34の方向に放出される光の強さの分布が実質的に均等になる。直接視認モードでは、ディスプレーパネルアッセンブリ10'のPDLCパネル34及び36、フレネルレンズパネル38、反射層40、及びLCDパネル33は、ディスプレーパネルアッセンブリ10と同様に作動し且つ機能する。投影視認モードでは、ディスプレーパネルアッセンブリ10'のPDLCパネル34及び36、及びLCDパネル33がディスプレーパネルアッセンブリ10と同様に作動し且つ機能する。
例示の実施例のコンピューターを用いたシステム１は、二つの直接視認作動モード、即ちLCDパネル33上に表示された画像を直接的に見るための照明直接視認モード、及びスライドや透明画等の光学的に透明なフイルム構造を直接的に見るための照明直接バックライトモードを有する。これらの直接視認モードの両方を以下に説明する。
ポータブルコンピューターシステム１は、以下の簡単な作業を行うことによって照明直接視認作動モードで作動する。即ち、（ｉ）後パネル21及び反射面40をディスプレーパネルアッセンブリ10のフレネルレンズパネル38に対して移動し、（ii）PDLCパネル25、31、34、及び36の光学的に透明な電極に電界を加えないことによって、ディスプレーパネルアッセンブリ10をその直接視認作動モードに電子的に再構成し、次いで、（iii）フレームバッファ12に書き込んだ画像データの組から得られたピクセル駆動信号でLCDパネル33を駆動した状態で光案内パネル25に光を注入するため、螢光チューブ27及び28を駆動する。しかしながら、特定の環境では、変形例の直接視認モードでコンピューターシステムを作動するのが望ましい。この直接視認モードでは、螢光チューブ27及び28、及び光拡散パネル25、31、34、及び36を駆動せず、ディスプレーパネルアッセンブリ10を通過し反射層40でLCDパネル33を見る人の方に反射された周囲光のみによってバックライトを提供する。この変形例の直接視認モードを直接反射視認作動モードと呼び、屋外環境におけるように周囲光の強さが高い場合及びポータブルコンピューターに貯蔵された電力が限られている場合に特に有用である。
好ましくは、ポータブルコンピューターシステム１は、以下の簡単な作業を行うことによって照明直接バックライト作動モードで作動する。即ち、（ｉ）後パネル21及び反射面40をディスプレーパネルアッセンブリ10のフレネルレンズパネル38に対して移動し、（ii）PDLCパネル25、31、34、及び36の光学的に透明な電極に電界を加えないことによって、ディスプレーパネルアッセンブリ10をその直接視認作動モードに電子的に再構成し、次いで、（iii）LCDパネル33がピクセル駆動信号で駆動されていない状態で光を光案内パネル25に注入するため、螢光チューブ27及び28を駆動する。
以上、ディスプレーパネルアッセンブリ10及び10'の構造及び機能を説明した。次に、これに関して、本発明のポータブル投光装置を説明する。
第6A図乃至第８図に示すように、本発明のポータブル投光装置は、多数の構造的構成要素、即ち第１及び第２のハウジング部分61及び62、及び折畳み式構造63を有する。第6A図に示すコンパクトな収納形体では、第１及び第２のハウジング部分61及び62は、端部がスナップ止めで取り外し自在に接合されている。第6B図に示す部分的に拡げた形体では、第１及び第２のハウジング部分は折畳み式構造63によって相互連結された状態で示されている。例示の実施例では、第１及び第２のハウジング部分61及び62の各々な立方体の形状を有するが、これに対し、折畳み式構造63は、ヒンジ連結された複数のパネル63A乃至63Eとして実現されている。図示のように、各パネルは少なくとも一つの他のパネルにヒンジ止めされており、一つのパネルが第１ハウジング部分の底部にヒンジ止めされており、別のパネルが第２ハウジング部分の底部にヒンジ止めされている。これらのパネルは、互いの上に順次折畳むことができ、次いで、第１ハウジング部分の上リム65を第２ハウジング部分に形成された上溝66に第6A図に示すように連結する。投影視認モードでポータブル投光装置が必要になったとき、第１及び第２のハウジング部分を分離し、パネルを延ばし、第4A図に示すように、コンピューターシステムのベースの幅と実質的に等しい距離だけハウジング部分を離すことができる。
第７図に示すように、第１ハウジング部分61には、電気コード71に供給された標準的な家庭用交流電流（60Hz）を十分な大きさの直流電流に変換するための電源回路70が入っている。この回路の上には電気ソケット72が取り付けられており、このソケットに電球73が取り付けられている。電球の周りには、放物面反射鏡74が設けられている。電気ソケット72及び第１ハウジング部分の側壁を通して外部に取り付けられた断続スイッチ75が電源回路70に接続されている。電球の温度を安全なレベルに維持するため、内部ファンユニット76が電源回路70に接続されている。放物面反射鏡74の上には、電球が発生した光を偏光する偏光フィルタパネル77が取り付けられている。好ましくは、偏光フィルタ77は、本出願人に賦与された米国特許第5,221,982号に開示されたコレステリック液晶（CLC）材料から製造される。同特許について触れたことにより、その特許に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。偏光フィルタ77は、パネルの形態で示してあるが、その機能は、電球73のような高光度電球にコーティングをなして付けた材料の形体で実現できる。ポータブル投光装置に偏光フィルタ77を設置することによって、望ましからぬ偏光成分のエネルギがLCDパネルアッセンブリのLCDパネル33を通って放散しないようにする。従って、ディスプレーパネルアッセンブリ10（及び10'）は、冷却の必要なしに、即ちポータブルコンピューターシステムが投影視認モードで作動しているときにディスプレーパネルの温度を計測する必要なしに低い温度で作動できる。
偏光パネル77の上及びハウジング61の光穴68の下には、発生した偏光を後パネルの内面に焦合するための調節自在の光学アッセンブリ78が設けられている。好ましくは、ハウジング部分61の外側に設けられた摘み69を廻すことによってシステムの焦点距離の調節をできるように、このシステムのレンズをスライド式レンズマウントを使用して支持する。
第6B図及び第８図に示すように、第２ハウジング部分は、光学プラットホーム80、レンズホルダ81、投光レンズ82、及び第１及び第２のプラットホーム支持スリーブ83及び84を含む。第4A図に示すように、プラットホーム80はプラットホーム支持体82の上部分の上に取り付けられており、これに対し、プラットホーム支持スリーブ83及び84は入れ子式の相互連結されており立方体形状の第２ハウジング部分62に接合されている。第4A図及び第6B図に示すように、レンズホルダ81は、摘み87を廻すだけでレンズホルダ81の位置を光学プラットホームに沿って容易に調節できるように、光学プラットホーム80に形成された溝85及び86内に取り付けられている。好ましい実施例では、摘み87は、光学プラットホーム80自体の下に設けられたプラットホーム並進機構88と作動的に関連している。レンズホルダ81内には、画像投影レンズ82が固定的に取り付けられている。上述の構成によれば、画像投影レンズ82は、焦合したビデオ画像を所望の視認面上に投影するため、LCDパネル33に関して調節自在に位置決めできる。
ポータブルコンピューターシステム１を用いたポータブル投光装置60の使用方法を以下に説明する。しかしながら、ディスプレーパネルアッセンブリ10及び10'は作動モードが同じであるため、以下の説明は、ディスプレーパネルアッセンブリ10を画像ディスプレーサブシステムに組み込んだポータブルコンピューターシステム１を参照して説明する。
第４図及び第4A図では、ポータブルコンピューターシステム１は、本出願人のポータブル投光装置60を使用した第１投影視認形体に配置した状態で示してある。第１投影視認形体は、コンピューターシステムのベース２の周りにポータブル投光装置を図示のように延ばした形体に配置することによって達成される。光反射面40が従来の支持機構21Aによって第4A図に示されているようにフレネルレンズパネルに関して約45゜の位置で支持されるように、ヒンジ連結された後ハウジングパネル21を後方に引っ張ってフレネルレンズパネル38から離す。投影視認形体では、ポータブル投光装置の第１ハウジング部分61は反射面の下に配置され、画像投影レンズ82は第２ハウジング部分63から延びている。
ひとたび第4A図に示すように配置した後、ポータブル投光装置60を以下に説明するように調節する。先ず最初に、第１ハウジング部分の投影レンズ78の光軸が反射面40の下で整合するようにハウジング区分61の横方向位置を調節する。次いで、レンズホルダ81を上方に引っ張り、第6B図に示すように第２プラットホーム支持スリーブ84の摩擦支持を外す。次いで、更に上方に引っ張ることによって第２プラットホーム支持スリーブ84を第１プラットホーム支持スリーブ83の摩擦支持から外し、次いで、更に上方に引っ張ったとき、第１プラットホーム支持スリーブが摺動し、第4A図に示すように立方体形状の第２ハウジング部分の摩擦支持から外れる。次いで、光源73に電力を供給し、光を放出することによって、LCDパネル33のディスプレー表面上に形成された画像が、拡大された焦合された画像として大型の視認面89上に投影されるようにフレネルレンズパネル38の光軸に沿った投影レンズ82の位置を調節する。一般的には、投影レンズ82は、ディスプレーパネルアッセンブリの前方にフレネルレンズパネル38の焦点距離と等しい距離のところに位置決めされる。
ポータブル投光装置60を第６図に示すコンパクトな格納形体に戻すのが所望である場合には、レンズホルダ81を下に押してプラットホーム支持スリーブ83及び84を上文中に説明した入れ子式に延ばすプロセスと逆の方法で折畳む。その後、ヒンジ連結されたパネル63A乃至63Eを折畳み、最後に、第１ハウジング部分61を第２ハウジング部分62にスナップ止め連結し、物理的寸法が7.62cm×7.62cm×15.24cm（３インチ×３インチ×６インチ）の相互連結された単一のユニットを形成する。
画像投影プロセスを説明する幾何光学を第4A図に図解する。特定的には、投影視認モード中に第１ハウジング部分の光源73が放出した光線は、先ず最初に偏光子77によって偏光され、次いで、投影レンズ78によって反射面40上に収斂するように焦合する。次いで、偏光は反射面40で反射され、ディスプレーパネルアッセンブリ10のバックライト構造を最小の減衰で通過し、最終的には、LCDパネル33を通過し、LCDパネルによって光学的に処理される。アクティブに駆動されるLCDパネル33から出た光線の強さを、ピクセルドライバー回路11に提供されたＸ−Ｙ駆動信号に従って空間的に変調し且つそのスペクトルをフィルタにかけ、次いで投影レンズ82で焦合し、焦合の合ったビデオ画像を視認面89上につくりだす。視認面89は、代表的には、投影レンズ82の焦点距離のところに配置される。投影視認形体でのディスプレーパネルアッセンブリの構造的詳細は第５図乃至第5A図に示してある。
第4B図では、ポータブルコンピューターシステム１は、参照番号60'を附した本発明のポータブル投光装置60の変形例を使用したその第２投影視認形体に構成した状態で示してある。全ての点において、投光装置60'の第１ハウジング部分61'は第4A図に示す投光装置60と異なっている。特に、投光装置60'の第１ハウジング部分に収容された偏光光源を投影軸線200の高さにまで入れ子式に延ばすことができ、焦合された偏光をフレネルレンズパネルを備えた光パネルアッセンブリ10に向かって直接投影できるように、図示のように、その側部にポートが設けられている。全ての点に関し、投光装置60'の第２ハウジング部分62は第4A図に示す投光装置60の第２ハウジング部分と同じである。持ち運び中、第１及び第２のハウジング部分の両方を折畳み、上文中に投光装置60に関して説明した形体にすることができる。
第4B図に示すように、第２投影視認形体は、ポータブル投光装置60'をその延ばした形体でコンピューターシステムのベースの周りに配置することによって達成される。ヒンジ止めされた後ハウジングパネル21をフレネルレンズパネル38から遠ざかるように外方に引っ張る。その結果、反射面40は、第4B図に示すように、従来の支持機構21Aによってフレネルレンズパネルに関して約65゜の位置に支持される。第２投影視認形体では、ポータブル投光装置60'の第１ハウジング部分61'は、反射面の下にフレネルレンズパネルの光学的投影軸線200に沿って配置される。この際、画像投影レンズ82を第２ハウジング部分62から入れ子式に延ばし、図示のように光学的投影軸線に沿って整合させる。この変形例では、第１ハウジング部分61'は、末広がりであるが焦合した偏光ビームを、ヒンジ止めされたディスプレーパネルカバーに設けられた反射面40で反射させる必要なしに、ディスプレーパネル10に直接通して投影する、第７図に開示した種類の偏光源73、77を含む。実際には、この第２投影形体では、必要であれば、ディスプレーパネルカバー21を取り外すことができる。作動中、偏光が投光装置60'からディスプレーパネル10を通して投影される。この際、ディスプレーパネルはその投影モードで作動しており、ビデオ信号がそのピクセルを駆動している。ディスプレーパネルを通過した偏光の強さを空間的に変調し、その後、コンピューターシステムの遠くに第4B図に示すように配置した投影ディスプレー面（例えば壁面）上に画像投影レンズ82で焦合する。
第4B図に示す変形例のポータブル投光装置60'では、第１ハウジング部分61'は、多数の電子装置及び回路、即ち、増幅回路を備えた一対の小型オーディオスピーカー、偏光源用電源回路、コンピューターシステムからオーディオ信号を受入れるための入力信号端子、及びビデオ上映中にコンピューターシステムの作動を制御するため、制御信号をコンピューターシステムに戻すための出力信号端子を収容するようになっている。更に、コンピューターシステムを当該技術分野で周知の方法で遠隔制御するため、遠くの制御装置との間でIR制御信号を伝達し受け入れるようになったPCMCIA式紫外線トランシーバーガードを受け入れるためのPCMCIA端子が第１ハウジング部分61'内に設けられている。
有利には、ポータブルコンピューターシステム１は二つの投影視認モード、即ち、投影視認モード及び増幅投影視認モードを有する。これらの画像視認モードのいずれかの選択は、本発明のディスプレーパネルアッセンブリを分解したり機械的に再構成する必要なしに行われるということに着目されたい。
コンピューターシステム１は、以下の簡単な作業を行うことによって、即ち、（ｉ）後パネル21及び反射面40をディスプレーパネルアッセンブリ10のフレネルレンズパネル38から遠ざけ、（ii）PDLCパネル25、31、34、及び36の光学的に透明な電極表面間に電界を加えることによってディスプレーパネルアッセンブリ10をその投影視認作動状態に電子的に再構成し、次いで（iii）フレームバッファ12に書き込んだ画像データの組から得られたＸ−Ｙピクセル駆動信号でLCDパネル33を駆動しながら外部光源を投影することによって、投影視認モードで作動できる。この作動モード中、螢光チューブ27及び28には電力が供給されず、LCDパネル33にバックライトを当てるのに、上述のように、ポータブル投光装置60からの光線を使用する。
コンピューターシステム１は、以下の簡単な作業を行うことによって、即ち、（ｉ）後パネル21及び反射面40をディスプレーパネルアッセンブリのフレネルレンズパネル38から遠ざけ、（ii）PDLCパネル25、31、34、及び36の光学的に透明な電極表面間に電界を加えることによってディスプレーパネルアッセンブリをその投影視認作動状態に電子的に再構成し、（iii）電力を電源19から螢光チューブ27に供給し、次いで（iv）フレームバッファ12に書き込んだ画像データの組から得られたピクセル駆動信号でLCDパネル33を駆動しながら好ましい偏光の外部供給源を投影することによって、その増幅投影視認モードで作動できる。
上述の投影視認モードのいずれかにおいて、PDLCパネル25、31、34、及び36の光学的に透明な電極表面間に電界を加えるのに電源19を使用する。例示の実施例では、これらのパネルの各々に加えられる電界の強さは、約2v/μｍ乃至約20v/μｍである。これらの投影視認モードの各々において、分散型液晶分子の電界ベクトルは、第5C図に示すように、外部から加えられた電界の方向と整合する。この光学的状態では、光線は、これらの物理的に整合した液晶分子を、散乱することなく通過し、最終的には、強さ及びスペクトルがLCDパネル33によってピクセル毎に変調される。
次に第９図乃至第11A図を参照すると、本発明の第２の例示の実施例は、立体視を行うために立体的物体の多数の画像を空間的に表示できるホータブルコンピューターシステム1'の形態で実現される。例示の実施例では、コンピューターシステム1'は、第２図に示す一般的なシステム設計を有する。第９図では、コンピューターシステム1'を直接視認形体に構成された状態で示す。第10図及び第10A図は、コンピューターシステム1'を、従来のオーバーヘッドプロジェクター90を使用したその投影視認形体に構成された状態で示す。第３の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリ10''を第11図及び第11A図に示し、第４の例示の実施例のディスプレーパネルアッセンブリ10'''を第11図及び第11B図に示す。
第11図及び第11A図でわかるように、ディスプレーパネルアッセンブリ10''は第１実施例のディスプレーパネルアッセンブリ10と同じであり、ディスプレーパネルアッセンブリ10''はディスプレーパネルアッセンブリ10'''と同じであり、これらには幾つかの変更が施してある。特に、微小偏光パネル110がLCDパネル33の前面に直接的に重ねてあり、PDLCパネル36にフレネルレンズパネル38が設けられていない。しかしながら、本発明の第１の例示の実施例におけるように、フレネルレンズパネル38を保持することができるということに着目されたい。更に、コンピューターシステム1'の後パネル21'は、投影視認モード中に、第９図に示すように簡単に取り外すようになっている。
ポータブルコンピューターシステム1'では、LCDパネル33の機能は、画像を見る人がかけた偏光眼鏡111を通して立体視するため、立体的物体の「空間的に変調した画像（SMI）」を表示することである。一般的には、ディスプレーパネルアッセンブリ10''又は10'''のいずれかから表示された空間的に重なった画像の各々は、立体的物体の空間的に変調した第１及び第２の立体画像からなる複合ピクセルパターンである。空間的に変調した第１の立体画像は、物体の第１の立体画像を表す、第１空間変調パターンに従って空間的に変調された第１ピクセルパターンからなる。空間的に変調した第２の立体画像は、物体の第２の立体画像を表す、第２空間変調パターンに従って空間的に変調された第２ピクセルパターンからなる。第２空間変調パターンは、第１空間変調パターンの論理的補完である。
第11図及び第11A図に最もよく示すように、LCDパターン33から表示された空間的に重なった画像の各々は、微小偏光パネル110によって光学的に処理される。例示の実施例では、微小偏光パネル110は、LCDパネル33のディスプレー面に直接取り付けた光学的に透明なシートとして実現される。光学的に透明なシート内には、光学的に透明な第１及び第２のパターンが永久的に形成されている。光学的に透明な第１のパターンは、表示された空間的に重なった画像の第１ピクセルパターンと空間的に一致し且つこれと空間的に整合する。光学的に透明な第１のパターンの機能は、第１ピクセルパターンと関連した放射エネルギ（即ち光）に第１偏光状態P1を加えることである。光学的に透明な第２のパターンは、表示された空間的に重なった画像の第２ピクセルパターンと空間的に一致し且つこれと空間的に整合する。光学的に透明な第２のパターンの機能は、第２ピクセルパターンと関連した放射エネルギ（即ち光）に第２偏光状態P2を加えることである。重要なことは、第２偏光状態P2が第１偏光状態P1と異なっており、そのため、エンゴートされた立体画像が光学的に異なる偏光状態で偏光パターン110に同時に表示されるということである。表示された立体画像を空間的に高度に分離するため、光学的に透明な第１及び第２のパターンの各々は、約50μｍ以下の空間的ピリオドを有する。
微小偏光パネル110の製造に関する詳細は、1990年６月11日に出願された「微小偏光子の製造方法」という標題の現在継続中の米国特許出願第07/536,419号に開示されている。立体的物体の空間的に重なった画像をつくりだすための方法及び装置は、1993年９月23日に出願された「立体的物体を立体視するため、立体的物体の空間的に重なった画像を記録し、表示するための方法及び装置」という標題の現在継続中の米国特許出願第08/126,077号、及び1992年11月16日に出願された「立体的物体を立体視するのに使用するための、空間的に重なった画像をつくりだし、記録するための方法及び装置」という標題の米国特許出願第07/976,518号に開示されている。本出願人のこれらの現在継続中の出願について触れたことにより、これらに開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。
例示の実施例では、光学的に透明な偏光レンズ112A及び112Bは、偏光眼鏡111のフレーム112Cに取り付けられている。コンピューターシステム1'が表示した即ち投影した画像の立体視中、画像を見る人は、偏光眼鏡111を従来の眼鏡と同様に着用する。画像を見る人の頭部に着用したとき、偏光レンズ112Aは、画像を見る人の左眼と隣接して位置決めされ、光学的に透明な第２の要素112Bは、画像を見る人の右眼と隣接して位置決めされる。偏光レンズ112Aは、画像を見る人の左眼が微小偏光パネルから表示された空間的に変調された第１の立体画像を見ることができるが、画像を見る人の左眼が微小偏光パネルから表示された空間的に変調された第２の立体画像を実質的に見ないようにする、第１偏光状態P1によって特徴付けられる。偏光レンズ112Bは、画像を見る人の右眼が微小偏光パネルから表示された空間的に変調された第２の立体画像を見ることができるが、画像を見る人の右眼が微小偏光パネルから表示された空間的に変調された第１の立体画像を実質的に見ないようにする、第２偏光状態P2によって特徴付けられる。このようにして、画像を見る人は、立体結像法によってつくりだされた隣接したビジュアルチャンネルからの「クロスビューイング（cross−viewing）」を引き起こすことなく、立体的物体を立体視できる。
上述の空間的に重ねる技術及びディスプレーパネルアッセンブリ10''又は10'''を使用し、ポータブルコンピューターシステム1'は、立体的物体の空間的に重なった偏光画像を、画像を見る人の感覚器に適合させることができる軽量の偏光眼鏡を通して立体視するために、直接表示し、又は投影することができる。
ポータブルコンピューターシステム1'は、第９図に示すように、先ず最初に後パネル21'を取り除くことによって投影視認モード用に形成できる。次いで、ハウジングのディスプレー部分を、第10図に示すように、オーバーヘッドプロジェクターの投光窓に載せる。例示の実施例では、コンピューターのベース部分を、それだけで、又は、第10A図に示すように、コンピューターシステムのベース及びディスプレー部分の縁部にスナップ止めできる簡単な支持装置92によって、垂直方向に延びるようにすることができる。本発明の別の実施例では、コンピューターシステムのディスプレー部分をそのベースから取り外すことができ、当該技術分野で周知の標準的な通信ケーブルによって接続できる。このようにして、ディスプレーパネルアッセンブリ10''又は10''を含むコンピューターシステムのディスプレー部分をオーバーヘッドプロジェクターのレンズパネルの上に置くことができ、この際、重量のあるベース部分は、使用者が決めたいずれかの場所に置くことができる。
第10A図に示すように、オーバーヘッドプロジェクター90は、代表的には、ハウジング93内に以下の構成要素、即ち電源94、電球95、焦合用反射器96、焦合用レンズ97、及びフレネルレンズ98を有する。画像投影ヘッド99は、ハウジングベース93に取り付けられた垂直支持部材100、及び画像ヘッドプロジェクターが一端に連結され、垂直支持部材100が他端に図示のようにスライド機構102によって取り外し自在に連結された水平支持部材101からなる調節自在の支持体によって、プロジェクターの投光窓91の上方に支持されている。画像投影ヘッド99内には、画像投影レンズ104及び投影レンズ104に対して約45゜の角度で取り付けられた平面鏡105が取り付けられている。投影視認プロセスで必要とされる幾何光学は、第10A図に示す光の軌跡によって明瞭に説明されている。
第10図及び第10A図に示すように形成した場合には、第２の例示の実施例のコンピューターシステムは、断続スイッチ106によって電球95を賦勢し、次いで投影視認モードを選択することによって、その投影視認モードで作動する。本明細書中に開示した本発明の任意の実施例では、視認モードコマンドの選択は、キーボード入力作業、又はマッキントッシュシステム7.1オペレーティングシステム、マイクロソフトウィンドウズオペレーティングシステムのいずれかに搭載されたプルドダウンメニューのコマンド又はグラフィックアイコンの選択のいずれかによって行うことができる。変形例では、システムハウジングを通してアクセスできる指定のスイッチを押すことによって視認モードを選択できる。
第12図乃至第12D図に示すように、本発明のコンピューターを用いたポータブルシステムは、上文中に説明したディスプレーパネル構造10、10'、10''、及び10'''のうちの任意の一つを組み込んだポータブル画像ディスプレーシステムとして実現できる。図示のように、ポータブル画像ディスプレーシステム110は、ディスプレーパネル構造10、10'、10''、及び10'''が固定的に取り付けられた光線透過開口部111A及び111Bを持つ額形ハウジング111を有する。好ましくは、第２図に示すシステム構成要素又はこれらの構成要素の機能的等価物がポータブルハウジング111内に従来の方法で取り付けられている。画像ディスプレーシステム110は、カラー画像データのフレームを記憶でき、つくりだすこともできるが、画像ディスプレーシステム110は、添付図面には、従来のシリアル式データ通信ケーブル113を介して副コンピューターシステム112をインターフェースとした状態で示してある。副コンピューター112の機能は、第12A図に示す直接視認モード又は軽量でポータブルの投光装置60'を使用した第12B図に示す投影視認モードのいずれかでディスプレーを行うため、カラー画像データ（例えばSMIデータ）を画像ディスプレーシステム110に供給することである。
第12A図では、画像ディスプレーシステム110は、ポータブルハウジング111にヒンジ連結されたスタンド114で机上に垂直に支持された状態で示してある。スタンド114は、持ち運び中又は収納中、第12図に示すようにハウジング111の側壁に引っ込められている。第12A図に示す直接視認モードでは、後ハウジングパネル115が後光線透過開口部上に所定位置にスナップ止めされており、そのため反射面40'はディスプレーパネルアッセンブリ10'のフレネルレンズパネル38と隣接して配置される。第12A図に示す形体では、画像ディスプレーシステム110は、スライド、透明画、フィルム構造、等にバックライトを当てるためのバックライトパネルとして使用できる。バックライト視認モードに入るためには、LCDパネル33を消勢し、螢光チューブ27及び28を駆動し、PDLCパネル25、31、34、及び36に外部電界を加えない。このモードでは、後パネル115が所定位置にあり、強さ分布が均等な光平面がディスプレーパネルアッセンブリのディスプレー表面から出る。光平面は、ディスプレー表面の上に置いたスライド、フィルム構造、又は透明画を通過し、光平面の強さが空間的に変調され且つスペクトルにフィルタがかけられ、これによって画像を表示する。バックライト視認モードでは、スライド、フィルム構造、又は透明画は、本発明のバックライトパネル上に置いたプログラム不能のスペーシャル光マスクとして機能する。
第12B図に示すように、画像ディスプレーシステム110は、上文中に説明したように、後ハウジングパネル115を取り外し、ポータブル投光装置60'をハウジングの周りに図示のように配置し、次いで投影視認モードを選択するだけで投影視認用に形成される。本発明の実施例では、ポータブル投光装置60'は、幾つかの小さな変更が施してあることを除き、第４図に示す投光装置60と同じである。第１に、ポータブル投光装置60'及び画像ディスプレーシステム110は、第12図に示すように、各々のハウジングがコンパクトな構造の単一のハウジングに装着されるように設計されている。第２に、スリーブ61A及び61B間の摩擦係合により、第１ハウジング部分61'を必要な高さにまで入れ子式に延ばすことができるという点で、第１ハウジング部分61'が第２ハウジング部分62と同様の構造を持っている。第３に、末広がりの偏光が第１ハウジング部分61'の側壁61Cから出るため、この偏光を後ハウジングパネル115内面に設けられた鏡面反射面40''で反射させることなく、ディスプレーパネルアッセンブリ10''を通して差し向けることができる。
ひとたび第12B図に示すようにした形成した後、ポータブル投光装置60'を以下に説明するように調節する。先ず最初に、第１ハウジング部分の投影レンズ78の光軸がディスプレーパネルアッセンブリ10''のフレネルレンズパネル38の光軸と整合するように第１ハウジング区分61の高さを調節する。次いで、第２ハウジング部分の投影レンズ82の光軸がフレネルレンズ38の光軸117と整合するように、第２ハウジング部分光学プラットホーム80の高さを調節する。最後に、光源73に電力を供給してこれを発光させ、LCDパネル33によってディスプレー表面上に形成された画像が拡大された焦合されたSMI画像として視認面89上に投影されるようにフレネルレンズパネル38の光軸に沿った投影レンズ82の位置を調節する。
第13図乃至第13Bに示すように、本発明によるコンピューターを用いたポータブルシステムは、ペン書き式ポータブルコンピューティング装置として実現できる。例示の実施例では、ペン書き式ポータブルコンピューティング装置120は、第２図に示すような全体的なシステム設計を持つ、コンピューターを用いたシステムである。しかしながら、ペン型データ入力モード及び立体的物体を立体視する投影モードを備えるため、第13B図に示すディスプレー／タッチスクリーンパネルアッセンブリ121を有する。これらのシステム構成要素は全て、光透過開口部123A及び123Bを持つ手で持つことができるハウジング122内に取り付けられている。光透過開口部には、当該技術分野で周知の従来のディスプレーパネル取り付け技術を使用して、ディスプレー／タッチスクリーンパネルアッセンブリが支持されている。後パネル124が所定位置にスナップ嵌めされており、直接視認作動モード中、第13図に仮想線で示す後光透過開口部123Bを覆う。第13B図に示すように、後パネル124は、鏡面反射層40''を支持する。
第13A図に示すように、光学的に透明なタッチスクリーン／ディスプレーパネル121は、多数の構成要素、即ち、ディスプレーパネル構造10、10'、10''、又は10'''（好ましくは10''）、第１及び第２の表面126A及び126Bの夫々を有する筆記パネル126、第１及び第２の表面127A及び127Bの夫々を有するベースパネル127、適当な空間解像度のピクセル間間隔で間隔が隔てられた状態でベースパネル127の第２表面127Aに取り付けられた複数の光学的に透明な極薄伝導ストリップ128、筆記パネルの第２表面126Bに付けられた光学的に透明な伝導層129、及び筆記パネルとベースパネルとの間に配置され且つ筆記パネルをベースパネルから電気的に絶縁する非伝導性粘性ゲル130からなる。図示のように、ベースパネル127Bの第２表面は、ディスプレーパネルアッセンブリのLCDパネル33のディスプレー表面に直接取り付けられている。筆記面126Aは周囲環境に露呈されている。
筆記パネル126は、使用者が従来の筆記作業中に例えば筆記用スタイラス131をその上で動かすことによって、筆記面126Aに圧力が加えられたのに応じて弾性変形するマイラーのような光学的に透明な可撓性材料でつくられている。好ましくは、ベースパネル127は、ガラスのような光学的に透明な材料からつくられているが、性能を大きく損なうことなく、他の材料を使用することができる。非伝導性ゲル130は、プラスチックのような実質的に非伝導性の材料でできた微小な球132を含む。これらの球は、筆記用スタイラス131によって圧力が加えられたのに応じて非伝導性ゲル130内で自由に移動する。
第13A図に示すように、光学的に透明な伝導性ストリップ128は、光学的に透明な他の全ての伝導性ストリップと平行に延び、このような伝導性ストリップの各々は、筆記面に沿った平面アレイのｘ座標方向に沿って、対応するｘ座標値に予め割当てられている。平面アレイのｙ座標方向は、光学的に透明な伝導性ストリップの各々に沿って延びる。
スタイラスを筆記面上で移動させると、各瞬間にこれに沿って圧力路が形成され、筆記面を弾性変形させ、プラスチック球を筆記用スタイラスの先端の下から追いやる。これによって光学的に透明な伝導性ストリップ128の選択された一つを光学的に透明な伝導層129と瞬間的に接触させ、ストリップ128と伝導層129との間に加えられた電圧に応じてこれらの間に小さな電流を流すことができる。光学的に透明な伝導層と接触した光学的に透明な伝導性ストリップと関連したｘ座標値を各走査間隔で周期的に決定するため、走査機構133が伝導性ストリップと作動的に関連している。走査機構は、更に、電気的接触と関連して流れる小さな電流を計測する。走査機構は、この小さな電流の計測値を使用し、弾性変形可能な筆記面の下で電気的接触点によって形成された回路と関連した抵抗を計算する。次いで、予めつくってある抵抗/y座標参照用テーブルを使用し、計算した抵抗の値を筆記面上の対応するｙ座標値に変換する。以上のようにして求めたＸ、Ｙ座標の値の対毎に、プロセッサは、特定の時間間隔に亘って筆記面上でトレースされたグラフィックパターンの画像データの組をつくることができる。次いで、本発明のペン書き式ポータブルコンピューティング装置のディスプレーパネルアッセンブリ10を使用して表示するため、この画像データの組をビット−マップ形態でメモリー（例えばVRAM）に記憶する。
本発明の方法及び装置を以上の例示の実施例を参照して説明した。幾つかの変形を容易に思いつくであろう。
特に、第14図及び14A図に示すように、本発明のバックライトパネルは、ポリマー分散型液晶（PDLC）技術を使用しないで実現できる。この変形例では、平らなディスプレーパネルは、従来のLCDパネル33をバックライトパネル140の前面に取り付けることによって形成されている。バックライトパネルは、発光状態中に光をバックライトパネルから放出するために内部全反射を破るのでなくエレクトロルミネセンスの原理を使用する。
特に、第14図及び14A図に示すように、この特定の実施例の平らなディスプレーパネルは、発光作動モード及び透光作動モードの両方を持つエレクトロルミネセンス構造を使用する。これらの作動モードは、他の実施例に関して上文中に説明したように、直接視認モード中及び投影視認モード中の夫々で電子的に選択できる。
第14A図に最もよく示してあるように、バックライトパネル140は、厚さが約20乃至30のインジウム−錫酸化物（ITO）のような光学的に透明な伝導材料の薄い層又は金箔を光学的に透明な薄い（支持）パネル142に付着し、このパネル上に光学的に透明な第１電極層を形成することによって形成できる。その後、アルミニウム、ニオブ、タンタルの酸化物のような光学的に透明な材料でできた層143を光学的に透明な電極層142及びパネル141に重ねる。当該技術分野で周知の付着技術を使用し、8.4eVの二酸化アルミニウムのような、その伝導帯と価電子帯との間のエネルギ帯ギャップ（energy−band gqp）が大きい（例えば73.0eV以上）エレクトロルミネセント材料層144を光学的に透明な電極層143上に付着させる。エレクトロルミネセント材料の伝導帯と価電子帯との間のエネルギ帯ギャップがこのように大きくなければならない理由は、作動電圧（即ち電界）が加えられていない場合に、この状態によりエレクトロルミネセント材料層が光学的に透明になり、更に電界を加えたときに発光するためである。次いで、インジウム−錫酸化物層145を光学的に透明な第２のパネル146に付ける。最後に、エレクトロルミネセント層144が電極層145とぴったりと接触するように光学的に透明なパネル141と146とを重ね、これによって、一体化した構造のエレクトロルミネセントバックライトパネル140を形成する。パネル146の前面には、LCDパネル33が従来の方法で取り付けられる。パネル142の後面には、フレネルレンズパネル147が、本発明の他の実施例に関して上文中に説明したのと同じ方法で取り付けられる。
直接視認モード中、外部電界を電極層141と145との間に加え、これに応じて電子をエレクトロルミネセント材料143の伝導帯まで励起し、価電子帯まで落ちることができるようにし、これによって、電磁スペクトルの可視部分に波長を持つ光子を放出する。本明細書中で説明したエレクトロルミネセントパネルの、その発光モード中の物理学に関する詳細は、1980年９月１日に応用物理学書簡第37管第５号で公開されたJ.R.カートレイ等の「回折格子により高められたトンネル接合部からの発光」という論文に記載されている。この文献について触れたことにより、その文献に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。直接視認モードでは、フレネルレンズパネル148と隣接した反射層は、光をLCDパネル133の方向に反射するように機能する。一般的には、この作動モード中にバックライトパネルから放出された光の強さの分布は、ｘ座標方向及びｙ座標方向で実質的に均等であり、及びかくして補償を行う必要がない。
撮影視認モード中、電極層141と145との間には電圧（即ち電界）が加えられず、バックライトパネル140がその透光状態で作動し、及びかくして層141及びエレクトロルミネセント層144の各々は、光学的に透明であり、光の大きな拡散即ち散乱を起こさない。投影視認モードでは、後パネル21'をフレネルレンズパネル147から取り外し、装置60のような外部光源からの光を平らなディスプレーパネルアッセンブリを通して投影する。透光状態では、投影した光は、先ず最初にフレネルレンズパネル147によって焦合され、その後、光線の散乱又は吸収を実質的に伴わずにエレクトロルミネセントパネルを通過する。その後、焦合した光線の強さをLCDパネル33で空間的に変調し、投影レンズの通過後、上文中に説明したように、最終的に、拡大して見るための壁面又は投影用スクリーンに投影する。
本発明の別の実施例では、ディスプレーパネル140を上文中に説明した光学的に透明な筆記パネル126の下に取り付け、種々のペン書き式コンピューティング装置で使用するための新規な筆記／ディスプレーパネルを提供することができる。
本発明の更に別の実施例では、微小偏光パネル110を筆記パネル126のLCDパネル33の前ディスプレー面に取り付け、空間的に重なった画像を立体視することができる。
更に、第15図、第15A図、及び第15B図に示すように、本明細書中に開示したポータブルコンピューターシステム１及び投光装置60の発明の特徴を組み合わせることによって、軽量で持ち運びに便利な一体化した構造を備えた、直接視認作動モード及び投影視認作動モードを持つコンピューターシステム1''を提供できる。この新規な構造の主な利点は、ポータブル投光装置並びにオーバーヘッドプロジェクターを使用しなくて済むということであるる
第15図に示すように、コンピューターシステム1''は、図示のように偏光光源73、反射レンズ74、偏光フィルタ77、及び焦合／投光レンズ78を収容するためにハウジングのベース部分2''が後方に僅かに延長してあることを除く全ての点に関し、第４図に示す第１の例示の実施例のコンピューターシステム１と同じである。更に、光線透過開口部201がコンピューターシステムのベース2''の後延長部分の上面に形成されている。この開口部は、第15図に示すように、ヒンジ止めされた開口部カバー202によって覆うことができる。
第15図、第15A図、及び第15B図に示すように、画像投影レンズアッセンブリ203を、コンピューターシステム1''で、その投影視認作動モード中に使用する。図示のように、画像投影装置203は、レンズフレーム205で支持された薄い画像投影レンズ204を有する。レンズフレーム205から支持ステム206が延びている。好ましくは、レンズフレーム及び支持ステムは、軽量のプラスチックで製作した一体のユニットとして実現される。画像投影レンズ204及びフレネルレンズパネル38の焦点距離は、ビデオ画像が、遠くにある、代表的には、コンピューターシステムから少なくとも3.05m（10フィート）又はそれ以上のところにある投影面（例えば画像平面84）上に投影されるように選択される。
持ち運び中及び直接視認作動モード中、画像投影レンズアッセンブリ203は、第15図及び第15A図に示すように、コンピューターシステムのベースの中央下部分に形成された空所収納室207内に安全に格納されている。一般的には、収納室207の物理的寸法は、投影レンズアッセンブリの物理的寸法よりも僅かに大きい。第15A図に示すように、収納室207へのアクセスを提供するため、コンピューターシステムのベースの前側にアクセス開口部207Aが形成されている。投影レンズアッセンブリを収納するためには、アッセンブリのステム部分を第15A図に示すようにアクセス開口部207Aに滑り込ませ、これを収納室の壁内に完全に収納されるまで押し込むだけでよい。投影レンズアッセンブリを取り出すためには、逆の作業を行う。第15B図に示すように、投影レンズは、ステム部分206の端部をコンピューターシステムのベースの縁部に形成されたステム取り付けスロット208に挿入することによって、フレネルレンズパネル38の投影軸線に沿って取り付けられる。
投影視認作動モード中、コンピューターシステム1''を第15図に示す形体にする。この形体では開口部カバー202はその開放形体にあり、投影レンズ204はフレネルレンズパネル38の投影軸線に沿って取り付けられる。コンピューターシステムをその投影視認モードにし、ビデオ信号をディスプレーパネルアッセンブリのピクセルドライバーに与える。偏光が内部光源73から発生したとき、これらの偏光は後ハウジングパネル21に設けられた反射面40で反射され、ディスプレーパネルアッセンブリ10を通して投影される。同時に、ピクセルドライバーを駆動するビデオ信号に従って偏光の強さを空間的に変調し、フレネルレンズパネル38によって、画像投影レンズ205の主平面上に焦合する。画像投影レンズは、投影軸線に沿って支持されている。次いで、投影レンズ205の主平面に形成された焦合したカラー画像を、コンピューターシステムから所定距離のところに配置された、遠くにある投影ディスプレー表面上に投影する。投影ディスプレー表面は、壁面、投影ディスプレースクリーン等の表面であるのがよい。変形例では、焦点距離を調節するため、及びかくして投影視認モードのコンピューターシステム1''がカラー画像を投影する投影平面を調節するため、投影レンズ205をフレネルレンズ38の投影軸線に沿って簡単に移動できる画像焦合調節機構210を画像投影レンズ205に設けるのがよい。この特徴により、コンピューターシステム1''は、焦点が合ったカラー画像を、そのディスプレーパネルから種々の距離に配置された電気的に受動的な表面上に投影することができる。
直接視認モード中、画像投影レンズアッセンブリを取り外して収納室207に収納するようにコンピューターシステム1''を再構成する。ディスプレーパネルアッセンブリ10は、その直接視認モードになる。画像を見る人は、表示された画像を従来の方法でディスプレーパネルのディスプレー表面から直接見ることができる。好ましくは、コンピューターシステム1''は、直接視認作動モード及び投影視認作動モードの両方でビデオと音響を組み合わせたマルチメディアプレゼンテーションに採用される。
上述の変形例は単なる例示である。当業者は、図示の実施例に対する他の変形例を容易に思い付くということは理解されよう。これらの全ての変形及び変更は、添付の請求の範囲によって定義された本発明の範囲及び精神の範疇にあるものと考えられる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｈ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図１１Ｃ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１５Ｂ】
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