(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各イメージが少なくともイメージ部を有するＮ個（Ｎは２以上の整数）のオーバーラップしているイメージのパターンのどれか一つを選択的に、表示媒体の少なくとも一部の上に生成するためのディスプレイ用アドレッシングシステムであって、
ａ）２N個以下の複数のドライバと、
ｂ）前記複数のドライバに応答して、前記表示媒体に前記Ｎ個のイメージのどれか一つを表示させることができる、複数の電極であって、前記複数の電極の各々は、前記Ｎ個のイメージのイメージ部のうちの２以上のイメージ部同士の交わり部分ごとに、当該交わり部分の形状に対応した形状の電極として設けられており、前記Ｎ個のイメージの各々のイメージ部は前記複数の電極のうちの１以上を使用して表現されると共に、前記複数の電極の各々は、当該電極が前記Ｎ個のイメージのうちのどのイメージのイメージ部で使用されるかを示す用法ベクトルを有しており、同一の用法ベクトルを有する少なくとも２つの電極が電気的に一緒に前記複数のドライバのうちの共通のドライバに接続されていることを特徴とする複数の電極と、
ｃ）前記Ｎ個のイメージのうちの選択された１つのイメージに対応して、前記複数のドライバの各々を、当該ドライバに接続された電極に対応する前記用法ベクトルに従って制御する制御回路と、
を備える、ディスプレイ用アドレッシングシステム。
【請求項２】
各イメージが少なくともイメージ部を有するＮ個（Ｎは２以上の整数）のオーバーラップしているイメージのパターンのどれか一つを選択的に、視野表面の少なくとも一部の上に生成するディスプレイであって、
ａ）２N個以下の複数のドライバと、
ｂ）前記複数のドライバに応答して、前記表示媒体に前記Ｎ個のイメージのどれか一つを表示させることができる、複数の電極であって、前記複数の電極の各々は、前記Ｎ個のイメージのイメージ部のうちの２以上のイメージ部同士の交わり部分ごとに、当該交わり部分の形状に対応した形状の電極として設けられており、前記Ｎ個のイメージの各々のイメージ部は前記複数の電極のうちの１以上を使用して表現されると共に、前記複数の電極の各々は、当該電極が前記Ｎ個のイメージのうちのどのイメージのイメージ部で使用されるかを示す用法ベクトルを有しており、同一の用法ベクトルを有する少なくとも２つの電極が電気的に一緒に前記複数のドライバのうちの共通のドライバに接続されていることを特徴とする複数の電極と、
ｃ）前記Ｎ個のイメージのうちの選択された１つのイメージに対応して、前記複数のドライバの各々を、当該ドライバに接続された電極に対応する前記用法ベクトルに従って制御する制御回路と、
ｄ）前記複数の電極が前記表示媒体に前記Ｎ個のイメージのどれか一つを表示させることができるように、前記複数の電極に応答する表示媒体と、
を備える、ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはディスプレイ技術に関し、特に、特定パターンのイメージを生成するディスプレイであって、各イメージが高解像度で表示され且つ任意に複合していることがあるが、最小数のドライバを必要とするのみであるディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
非常に様々なディスプレイ技術が存在しており、その中にはＬＥＤ、ＬＣＤ、ＣＲＴ、電気泳動、及びジャイリコン（gyricon）技術が含まれる。これらの各ディスプレイに共通の特徴とは、これらが何れもアドレッシングされなければならないという点である。ディスプレイに対する最も一般的なアドレッシング方式とは、アクティブマトリクスアドレッシング、パッシブマトリクスアドレッシング、及びスタイラス又はワンド（wand）アドレッシングの３つである。
【０００３】
アクティブマトリクスアドレッシングが、ディスプレイの特性に対する要求が最も少ない。これは、別個のアドレッシング電極がディスプレイの各ピクセルに対して設けられて、これらの電極がそれぞれアドレッシング電圧を連続的に供給されるからである。完全に調節された電圧印可パターンを、各アドレッシングフレーム毎に変えることができる。このタイプのアドレッシングは、ディスプレイの特性に対する要求が最も少ない。しかし、アクティブマトリクスアドレッシングは、最もコストが高く最も複雑であって、エネルギー効率が最も悪いアドレッシングタイプである。
【０００４】
パッシブマトリクスアドレッシングは２パターンの電極を使用し、それらは、表示媒体の両側に１つずつ配置される。典型的には、これらの１つは水平導電バーからなり、他方は垂直導電バーからなっている。ディスプレイの正面又は窓の上のバーは、透明である必要がある。表示媒体をアドレッシングするために、電圧が水平導電バー及び垂直導電バーにそれぞれ印加される。これらの２つのバーの交点に位置する媒体のセグメントは、これら２つの電圧の合計に等しい電圧を受ける。通常はそうなっているように、これらの電圧が等しければ、各バーに隣接して位置しているがバーの交点には位置していない媒体部分は、バーの交点における媒体部分が受ける電圧の１／２の電圧を受ける。パッシブアドレッシングは、より単純で且つエネルギー効率はより良いが、これは、表示媒体のピクセルが、それらの光学的状態を変える必要がある期間だけしかアドレッシングされないからである。しかし、パッシブマトリクスディスプレイでアドレッシングされ得る媒体に対する要求は、アクティブマトリクスの場合に比べて著しく大きい。媒体は、フルアドレッシング電圧に対しては完全に応答しなければならないが、フルアドレッシング電圧の１／２の電圧に対しては反応してはいけない。これは、閾値応答動作と呼ばれる。また、媒体は、アドレッシング電極によってスイッチングされた何れかの光学的状態に、電圧が連続的に印加されないまま留まらなければならない。すなわち、媒体は、パワー無しにイメージを記憶しなければならない。パッシブアドレッシングは、最も広く使用されているディスプレイのアドレッシング方法であり、コストが最も低い。
【０００５】
スタイラス又はワンドアドレッシングは、表示媒体の表面上を移動させることができる１つ又はアレイ状のアドレッシング電極からなっている。典型的には、媒体は接地電極上に配置され、スタイラス又はワンドとディスプレイとの間に薄い窓を配置することによって、スタイラス又はワンドから加えられる可能性のある機械的ダメージから保護される。スタイラス又はワンドは、表示媒体上を移動しながら媒体の特定のピクセルに短時間の間だけ電圧を印加し、スタイラス又はワンドが表面上を走査する毎にフルイメージを生成する。この方法の変形として、ワンドが２次元電極アレイを備えて、これらが表示媒体の表面に接触して配置されてもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの各場合において、ピクセルと呼ばれる最小サイズのアドレシング単位がアドレッシングされる。各ピクセルは隣接するピクセルと同じ面積及び形状を有しており、その位置のみが、ディスプレイ上の他のピクセルとは異なっている。ピクセルサイズが小さくなると、表示されるイメージの解像度が増す一方で、表示媒体をアドレッシングするために必要とされるアドレッシング装置の複雑度及びドライバ数が増す。これは、必要とされるドライバ回路の数が解像度の２乗に比例するからである。例えば、１０インチ×１０インチ（２５．４ｃｍ×２５．４ｃｍ）で解像度が１００ピクセル／インチ（＝約３９．３７ピクセル／ｃｍ）であるアクティブマトリクスディスプレイは、百万個のドライバ、すなわち各ピクセルについて１つのドライバを必要とする。パッシブマトリクスアドレッシングシステムを有するように構成された同じディスプレイは、２０００個のドライバ、すなわち各行について及び各列についてそれぞれ１つのドライバを必要とする。
【０００７】
アドレッシング装置の複雑度が増すと、そのコストも増加する。したがって、表示可能な最もよいイメージを最も高い解像度で表示することと、複雑度が最も低く且つコスト効率が最もよいディスプレイアドレッシング手段を使用することとの間に、常に対立関係が存在する。
【０００８】
ピクセルアドレッシングの他の方法は、ポケットベル、時計、携帯電話、クロックラジオなどで使用されているように、定型イメージと共にアドレッシング電極を製造することである。これにより、特定の限定されたイメージパターンに対する良好な解像度を安価に得ることができる。しかし、欠点は、ディスプレイ上の特定の位置には、単一の定型イメージしか生成できない点である。時計に対するディスプレイを例にとると、ディスプレイの一部が反転されて、時刻、ｐｍ表示マーク、アラーム表示マーク、「スヌーズ」表示マーク、及びバッテリ低下表示マークを表示してもよい。時刻は、典型的な８セグメント数値表示を使用して表示されてもよく、この場合には、８つの固定された表示可能なセグメントが選択されて組み合わされ、様々な数を形成する。時間は、ディスプレイの同じ位置に常に表示されるが、これは、時計面に表示される他の表示マークも同様である。例えば、バッテリ低下表示マークは、ディスプレイの一隅で点滅する壊れたバッテリのような形状の小さなアイコンからなっていてもよい。バッテリ低下アイコンは、ディスプレイの同じ場所で例えば時刻表示と交互に表示されることはできない。したがって、全ディスプレイは、独立して別個にアドレッシング可能な、オーバーラップしていない定型イメージからなっており、これらが選択されるか又はされないかである。これにより、アドレッシング装置の複雑度が低減され、必要とされるドライバの数を表示されるイメージの数に制限する。
【０００９】
したがって、今までのところ、ディスプレイのアドレッシング技法の選択は、ディスプレイ上の任意の領域に表示され得るイメージを無制限に選択できる高複雑度で高コストのピクセルアドレッシングを選択するか、決められた領域を使用して単一の定型イメージを表示する低複雑度で低コストのアドレッシングを選択するかに、限られている。しかし、ディスプレイの特定部分に属することなく定型イメージの限定パターンを表示することができて、低複雑度及び低コストのアドレッシングシステムをもったディスプレイが必要とされている。
【００１０】
時計を再び例にとると、バッテリ低下表示マークと時刻とをディスプレイの同じ部分で交互に表示して、バッテリが低下していることをもっと容易に認識されるように表示することが有用かもしれない。他の例は高速道路の標識であって、前方における凍結、雨、雪、霧などの変化していく路面及び天候状態を表示するために使用することができる。さらに他の例にはＰＯＳ広告表示であって、販売者による販売のためにフリーザーケースの中に様々な商品を表示してもよい。
【００１１】
したがって、オーバーラップする任意に複合した既知の定型イメージのパターンを、高解像度で、多数のアドレッシングドライバを必要とする複雑なアドレッシングシステムを用いること無く表示することができるディスプレイを提供することが、本発明の主要な目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらのイメージの交点を全てあらかじめ計算することにより、必要とされるドライバ数が、解像度の関数ではなくイメージ数の関数となる。例えば、４つの任意に複合したオーバーラップするイメージは、最大で１６個のドライバを必要とする。一般に、ｎ個の任意に複合したオーバーラップするイメージは、最大で２ｎ個のドライバを必要とする。この結果は、ディスプレイのサイズや複雑度、解像度、又はイメージのオーバーラップ量にかかわらず成立する。
【００１３】
イメージの幾つかが他のイメージとオーバーラップしていなければ、ドライバの数をさらに減らすことが可能である。例えば、２つのイメージがある領域でお互いにオーバーラップし、他の２つのイメージが別の領域でお互いにオーバーラップしているが、これら２パターンのイメージはオーバーラップしていない場合を考える。この場合、４つの全イメージがお互いにオーバーラップしているときに必要とされる１６個のドライバの代わりに、最大で８個のドライバが必要とされるのみである。一般に、Ｎ個の別個の領域を考え、各領域にオーバーラップしているイメージのパターンが存在して、領域ｉでｎｉ個のイメージがオーバーラップしている（すなわち、領域１ではｎ１個のイメージがオーバーラップし、領域２ではｎ２個のイメージがオーバーラップしている、など）とする。このとき、必要とされる最大ドライバ数は、Ｉ＝１〜Ｎに対する２のｎｉ乗の合計となる。
【００１４】
本発明は、表示される必要がある全イメージが前もって分かっているときに、ディスプレイを大きく単純化し且つコストを削減する方法を開示している。アプリケーションには、道路標識、情報標識、広告、電子装置に対するユーザインタフェース、及び多くの他のアプリケーションが含まれる（但し、これらに限定されるものではない）。
【００１５】
簡単に説明すると、本発明によれば、各イメージが少なくともイメージ部を有するＮ個のオーバーラップしているイメージのパターンを、表示媒体の少なくとも一部の上に生成するアドレッシングシステムが提供される。これは、２Ｎ個を越えないドライバを、これらのドライバに応答して前記表示媒体に前記Ｎ個のイメージのうちの任意の１つを表示させる複数の電極と組み合わせて使用する。
【００１６】
また、各イメージが少なくともイメージ部を有するＮ個のオーバーラップしているイメージのパターンを表示媒体の少なくとも一部の上に表示するために必要とされるドライバの数を、複数の電極を使用することによって減らす手段が提供される。これらの各電極は用法ベクトル（usage vector）を有しており、同一の用法ベクトルを有する少なくとも２つの電極が、電気的に一緒に接続されている。
【００１７】
さらに、各イメージが少なくともイメージ部を有するＮ個のオーバーラップしているイメージのパターンを、ディスプレイの視野表面の少なくとも一部の上に、表示媒体と、２Ｎ個を越えないドライバと、これらの複数のドライバに応答して前記表示媒体に前記Ｎ個のイメージのうちの任意の１つを表示させる複数の電極とを使用して生成するアドレッシングシステムが提供される。
【００１８】
また、各イメージが少なくともイメージ部を有するＮ個のオーバーラップしているイメージのパターンを、ディスプレイの視野表面上に、表示媒体の少なくとも一部の上に生成するために必要とされるドライバの数が、複数の電極の使用によって減らされて、この少ない数のドライバを使用するディスプレイが提供される。これらの各電極は用法ベクトルを有しており、同一の用法ベクトルを有する少なくとも２つの電極が、電気的に一緒に接続されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４を参照すると、４つの異なるイメージを有する標識１０が示されている。イメージのサイズ及び複雑度は、例示目的のためだけである。表示されたイメージは、任意のサイズ及び複雑度を有するものであってもよい。イメージは、白黒表示されて描かれているが、これは再び例示目的のためだけである。イメージは任意の２色を使用して表示することができて、例えば、道路標識は黄色と白とを使用してもよい。あるいは、イメージは複数の色を使用して表示されることもできる。
【００２０】
標識１０は、現在使用されている標準的な反射型警告標識と同様の警告標識である。標識１０に示されているイメージは、任意の警告標識で見ることができる標準的な警告サインである。この例では、イメージは、山岳道路に対して有用な警告標識を生成するように選択されている。
【００２１】
図１は、背景１４に対して標準的な「坂」のイメージ１２を示している。「坂」のイメージ１２は、三角形の上にトラックの輪郭（シルエット）という標準的な警告シンボルを有している。図２は「ｓｌｏｗ（速度を落とせ）」というイメージ１６を示しており、これは、背景１４に対して「ｓ」、「ｌ」、「ｏ」、及び「ｗ」の文字を有している。図３は「ｉｃｙ（凍結注意）」というイメージ１８を示しており、これは、背景１４に対して「ｉ」、「ｃ」、及び「ｙ」の文字を有している。また、図４は、背景１４に対してスリップしている車両のイメージ２０を示している。図１〜図４に示されている各イメージ１２、１６、１８、及び２０は、連続的に表示されるか、あるいは、１つ又はそれ以上の他のイメージとが交互に表示されるか、何れかを選択することができる。例えば、「坂」のイメージ１２を通常表示されているイメージとすることができるが、先方の道路上に一時的に危険が存在するときには、標識１０が「坂」のイメージ１２と「ｓｌｏｗ」イメージ１６とを交互に表示するようにプログラムされてもよい。雨の日には、標識１０は、「ｓｌｏｗ」イメージ１６とスリップした車両のイメージ２０とを交互に表示するようにプログラムされてもよい。あるいは、天候が氷点下に下がると、標識は、４つのイメージを全て交互に表示するようにプログラムされてもよい。あるいは、軽微な道路障害が存在するときには、標識は、単に「ｓｌｏｗ」イメージ１６を示すようにプログラムされてもよい。
【００２２】
そのようなディスプレイを作成するためには、図５に示される幾つかの要素が必要である。一般的な動作原理が図５を参照して説明され、詳細な特定の実施例が以下に説明される。必要とされる第１の要素は表示媒体７０であって、これは、黒及び白のような少なくとも２色を表示することができる。再び、黒及び白という色は例示目的のためだけに選択されている。表示媒体７０は、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、又はジャイリコンディスプレイを含む様々な材料であることができる。ジャイリコンディスプレイは、本発明に最も容易に適用されると考えられる。様々なタイプのジャイリコン表示媒体、それらの動作特性、及び製造方法が、シェリドン（Sheridon）による「ねじれボールパネルディスプレイ」という名称の１９７８年１１月２１日付けで発行された米国特許第４，１２６，８５４号、シェリドン（Sheridon）による「電子ペーパのためのマイクロ封止の幾つかの使用」という名称の１９９７年２月１８日付けで発行された米国特許第５，６０４，０２７号、シェリドン（Sheridon）による「ねじれボールディスプレイのための多色セグメントボール」という名称の１９９８年２月１０日付けで発行された米国特許第５，７１７，５１４号、シェリドン（Sheridon）による「高反射ジャイリコンディスプレイ」という名称の１９９８年９月１５日付けで発行された米国特許第５，８０８，７８３号、シェリドンら（Sheridon et al.）による「ねじれボールディスプレイのための「枡形ルーバーを有する（eggcrate）」基板」という名称の１９９８年９月２９日付けで発行された米国特許第５，８１５，３０６号、及びクロウリー（Crowley）による「エラストマ基板を有さないジャイリコンディスプレイ」という名称の１９９８年１０月２０日付けで発行された米国特許第５，８２５，５２９号に、説明されている。要約すると、ジャイリコン媒体は回転可能要素を有しており、これは、２つの実質的に平行な表面を有する基板に回転可能に配置されている。これらの表面の１つが視野表面（viewing surface）である。回転可能要素は、少なくとも２つの視覚的に観察可能な異なる特性を有している。例えば、回転可能要素が球体を備えていて、球体表面のおよそ半分が白色で、残りの半分が黒色であってもよい。しかし、回転可能要素の他の多くの変形例が示されてきており、それらには、透明なセグメントと色のついたセグメントとを有する要素や、円筒形状を有する要素などがある。
【００２３】
もっともよくある例では、基板がエラストマの薄いシートを備え、そこに回転可能要素が分散されている。エラストマシートはその後に可塑剤又は軟化剤（plasticizer）の中で膨張させられて、これにより、回転可能要素の周囲に液体が充填されたキャビティが形成される。この形態では、回転可能要素は、基板内部を自由に回転できるが、液体が充填されたキャビティの内部に拘束されているために、エラストマ基板の中での実質的な横移動を自由に行うことはできない。もっとも、これに限らず、２つの固体シートの間に回転可能要素と液体とを含む密充填配置や、微小体積の液体で封止されて様々な固体基板材料の中に分散されている回転可能要素など、他の構成も提案されてきている。
【００２４】
どのような回転可能要素を選択することも可能であり、その回転可能要素を含むジャイリコン媒体の一部に電界を印加することで、回転可能要素を配向させることができる。回転可能要素の向きは、印加された電界の方向によって決定される。白黒球体という単純な場合には、電界を視野表面に実質的に垂直な方向に印加して、球体の白色表面が視野表面で見えるようにすることができる。電界の極性が逆転されると、球体の黒色表面が視野表面で見えるようになる。電界が除去されると、回転可能要素はその回転アライメントを保持して、その電界によって選択された何れかの視覚特性を、他の電界が印加されて回転要素の回転アライメントが変更されるまで、示し続ける。ジャイリコン媒体の様々な領域を選択的に駆動し、特定の視覚特性を表示させることによって、ジャイリコン媒体はイメージを表示することができる。
【００２５】
表示媒体７０は、選択装置７２によって駆動される。選択装置７２は２つの部分を有しており、その間にジャイリコン媒体が挟まれている。これらの部分の一方は、イメージパターン及び背景パターンに構成された電極７４を含み、これはドライバ７６のアレイに接続されている。もう一方の部分は、接地接続された固体接地裏面を提供する。
【００２６】
当該技術において知られているように、選択装置７２を使用して表示媒体７０の一部を選択的に駆動し、２色のうちの一方を表示する。電極が選択されて所望の電圧で駆動され、選択装置７２の２つの部分の間に電界Ｅ┴ を生成する。隣接する電極は同様の電圧又は異なる電圧に駆動され、表示媒体７０に実質的に垂直な同様の又は異なる極性の電界Ｅ┴ を生成する。電極間に生成される電界Ｅは、上記で説明され且つ当該技術で知られているように、表示媒体に異なるイメージを表示させる。
【００２７】
選択装置７２の上の電極７４に接続されたドライバのパターンを使用して、所望の電圧が電極７４に印加される。制御回路７８を使用して、ドライバ７６が電極７４に供給する電圧を選択する。
【００２８】
次に図６を参照すると、選択装置７２のある部分の上の電極７４が示されている。「坂」イメージ１２に対応する「坂」電極パターン２４を見ることができ、同様に「ｓｌｏｗ」イメージ１６、「ｉｃｙ」イメージ１８、及びスリップ車両イメージ２０にそれぞれ対応する「ｓｌｏｗ」電極パターン２６、「ｉｃｙ」電極パターン２８、及びスリップ車両電極パターン３０が示されている。
【００２９】
図７は、図６に示される円Ｃの中に含まれる電極パターンの一部の拡大図を示している。従来技術では、各イメージは、２つの電極からなる電極パターンによって表示され、そのうちの一方は、ディスプレイのうちでそのイメージに対応する部分、すなわちイメージ部を選択するものであり、他方は、ディスプレイのうちで背景に対応する部分、すなわち背景部を選択するためのものである。しかし、イメージ、及びここでは電極は、図６及び図７に示されるようにオーバーラップすることは許されていない。本発明では、各イメージに対する電極パターン２４、２６、２８、及び３０はお互いにオーバーラップして、様々な形状を有する複雑な電極パターンを生成する。例えば、図７に示される「坂」電極パターン２４のイメージ部は、電極３８、４０、４２、４６、５０、５２、５４、５６、及び６０を使用し、図７に示される「ｓｌｏｗ」電極パターンのイメージ部は、電極４４、５０、及び５２のみを使用する。電極パターンのイメージ部で使用されない電極は、その電極パターンの背景部で使用される。したがって、図７に示される「坂」電極パターンの背景部は、電極３２、３４、３６、及び５８を使用し、図７に示される「ｓｌｏｗ」電極パターンの背景部は、電極３２、３４、３６、３８、４０、４２、４６、５４、５６、５８、及び６０を使用する。
【００３０】
図５に示される基本的な構成を考えると、図８〜図１１は、図８に示される電極によって制御される表示媒体のある部分に電極パターンを重ねて示しており、様々な電極の選択によって、異なるイメージがどのようにして表示媒体７０により表示されることになるかを示している。この例では、電極が正の電圧によって駆動されると、表示媒体７０に「暗い」色を表示させ、負の電圧によって駆動された電極は、表示媒体７０に「明るい」色を表示させる。しかし、「暗い」部分及び「明るい」部分のそれぞれに対する正及び負の電圧の選択は任意であって、使用される表示媒体７０に依存している。選択装置に対する方向付け、選択を逆にすれば、正の電圧を「明るい」部分に使用して負の電圧を「暗い」部分に使用することができる。
【００３１】
このとき図８は、「坂」電極パターンのイメージ部に対応する電極３８、４０、４２、４６、５０、５２、５４、５６、及び６０が正の電圧によって駆動され、その電極パターンの背景部に対応する電極３２、３４、３６、及び５８が負の電圧によって駆動されると、「坂」イメージ１２が「明るい」色の背景の上に「暗い」色のイメージとして表示されることを示している。駆動電圧を逆転するとイメージが逆転されて、「坂」イメージ１２が「暗い」色の背景の上に「明るい」色のイメージとして表示される。
【００３２】
図９は、「ｓｌｏｗ」電極パターンのイメージ部に対応する電極４４、５０、及び５２が正の電圧に駆動され、その電極パターンの背景部に対応する電極３２、３４、３６、３８、４０、４２、４６、５４、５６、５８、及び６０が負の電圧に駆動されると、「ｓｌｏｗ」イメージ１６が、「明るい」色の背景の上に「暗い」色のイメージとして表示されることを示している。
【００３３】
図１０は、「ｉｃｙ」電極パターンのイメージ部に対応する電極４２、５２、及び５６が正の電圧に駆動され、その電極パターンの背景部に対応する電極３２、３４、３６、３８、４０、４６、４８、５０、５４、及び６０が負の電圧に駆動されると、「ｉｃｙ」イメージ１８が、「明るい」色の背景の上に「暗い」色のイメージとして表示されることを示している。
【００３４】
図１１は、スリップ車両電極パターンのイメージ部に対応する電極３４、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、及び５８が正の電圧に駆動され、その電極パターンの背景部に対応する電極３２、３６、３８、及び６０が負の電圧に駆動されると、スリップ車両イメージ２０が、「明るい」色の背景の上に「暗い」色のイメージとして表示されることを示している。
【００３５】
図８〜図１１に示されているように、電極３２のように、ある電極は背景を表示するためのみに使用される。また、電極３４又は６０のように、１つのイメージではイメージ部電極として使用され、残りのイメージでは背景部として使用される電極もある。また、電極４０のように、２つのイメージではイメージ部電極として使用され、他のイメージでは背景部電極として使用される電極や、電極４２，４５、又は５６のように、３つのイメージではイメージ部電極として使用され、１つのイメージのみで背景部電極として使用される電極もある。さらに、電極５２のように、全てのイメージに対して、イメージ部電極として使用される電極もある。
【００３６】
ここで示されたような４つのイメージの選択に対して、所与の電極がどのように使用されるかについては１６の組み合わせが可能であって、以下のテーブルの１６行として示されている。可能性のある組み合わせ、又は行の各々は、用法ベクトルと呼ばれる。このテーブルは、縦の列に４つのイメージ部をリストし、ある電極がそのイメージ部で使用されるかどうかを、全１６の可能性のある組み合わせ又は用法ベクトルについて示している。任意のイメージを表示するために、全電極がイメージ部又は背景部の何れかで使用されなければならない。したがって、ある電極が、ある特定のイメージのイメージ部で使用されなければ、その電極は、そのイメージの背景部で使用されなければならない。以上で説明した例で示されているように、ある電極がイメージ部で使用されるときには、その電極は正の電圧に駆動される。ある電極がイメージ部で使用されないときには、その電極は背景部で使用されなければならず、負の電圧に駆動される。
【００３７】
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上記のテーブルは、全ての可能性のある用法ベクトルの網羅的なリストであり、したがって、各電極がその用法ベクトルに関して表現可能でなければならず、又は、各電極は、上記のテーブルから選択された用法ベクトルを有していなければならない。もし、同じ組み合わせにあてはまるか又は同じ用法ベクトルを有している電極の各々、すなわち、その用法が上記のテーブルの１行で記述される全ての電極が電気的に一緒に接続されると、電極に正しい電圧を供給して表示媒体７０に４つのイメージのどれか１つを表示させるためには、僅かに１６個のドライバが必要とされるのみである。
【００３８】
この概念を一般化して、Ｎ個のイメージパターンを説明することができる。Ｎ個のイメージの任意のコレクションについて、最大で２Ｎ個の用法ベクトルが存在して、表示媒体７０にそのＮ個のイメージを表示させるために最大２Ｎ個のドライバが必要とされる。
【００３９】
図８〜図１１に戻ると、これは、電極３２及び３６が何れのイメージのイメージ部でも使用されず、したがって常に背景部で使用されていて（上記のテーブルの行１又は用法ベクトル１で示されているように）、これより、電気的に一緒に接続されて１つの共通のドライバによって駆動されることができるという点に示されている。電極３４及び５８は、スリップ車両イメージについてのみイメージ部で使用されており、他のイメージについては背景部で使用されていて（上記のテーブルの行２又は用法ベクトル２で示されているように）、これより、電気的に一緒に接続されて１つの共通のドライバによって駆動されることができる。電極は、「坂」イメージ、「ｓｌｏｗ」イメージ、及びスリップ車両イメージのイメージ部で使用され、「ｉｃｙ」イメージでは背景部で使用されていて（上記のテーブルの行１４又は用法ベクトル１４で示されているように）、これより、電気的に一緒に接続されて１つの共通のドライバによって駆動されることができる。
【００４０】
イメージの任意のコレクションが上記の全ての用法ベクトルを使用することがあり得るが、図８〜図１１に関して述べてきた例に示されるように、イメージベクトルのサブパターンのみを使用するイメージを構成することが可能である。これにより、実際に使用される用法ベクトルに対してのみドライバが必要とされるので、必要とされるドライバ数がさらに削減される。
【００４１】
選択装置７２の電極７４を実現するために、図１〜図４に示されているようなイメージ１２、１６、１８、２０のパターンがまず選択される。それから、図６に示されているような電極７４が、それらのイメージから決定される。それから、図７及び上記のテーブルに関して上記で行ったような電極７４の分析が行われて、個々の電極が共通の用法ベクトルを有し、これにより電気的に一緒に接続されて各共通ドライバで駆動されるべきであるかどうかを決定する。電極７４はそれから、２層印刷回路板の上に、印刷回路板の表面上の導電領域を電極及び配線に使用し、個々の電極を当該技術で知られているように内部接続する内部配線を回路板の他層の上に設けて、製造されることができる。電極７４の数が多く、それらの間の内部配線が特に複雑になるときには、２層より多くの層を有する多層回路板を使用して、内部配線を単純化してもよい。選択装置７２の他の部分を含む接地表面は、当該技術で知られているＩＴＯ層のような実質的に透明な導電層として実現することができる。これは、表示媒体の視野表面上に直接に堆積されて、接地接続される。
【００４２】
ドライバ７６のアレイと制御回路７８とは、電極７４を製造するために使用されるものと同じ印刷回路板に直接に取り付けられてもよく、又は、別のドライバボードの上に製造されてから、当該技術分野で知られている印刷回路板技術と内部配線とを使用して電極７４に接続されてもよい。制御回路７８は、プログラム化マイクロプロセッサ、ＲＯＭ上のルックアップテーブルを使用して、あるいはロジックアレイを使用して、様々な方法で実現されてもよい。本質的には、制御回路７８は、当該技術分野で知られているように、上記で説明したもののように構成されるテーブルの電気的な実現例からなっている。このテーブルの中の各々の用法ベクトルは、別個のドライバに対応している。各ドライバはテーブルにしたがって駆動され、あるイメージが選択されて表示されるときには、ドライバは、選択されたイメージのイメージ部を駆動するには正の電圧を供給し、選択されたイメージの背景部を駆動するには負の電圧を供給する。
【００４３】
上記の説明は、オーバーラップしたイメージの単一パターンを有するディスプレイに焦点を絞っているが、本発明は、図１２に示されるように、部分８２、８４、８６に分割されて各部分がイメージのパターンを含むディスプレイ８０を含むような場合に、拡張することができる。例えば、ＰＯＳ広告表示に対しては、部分８２がロゴ８８を表示し、部分８４が製品名９０を表示し、部分８６が数行のテキスト９２を表示することが望まれるかもしれない。各部分８２、８４、８６は、別個のアドレッシング装置を有しているであろう。部分８２、８４、８６の全てが本発明に従ったアドレッシング装置によってアドレッシングされる必要はなく、望まれる場合には、幾つかの部分は、他のタイプのアドレッシング装置によってアドレッシングされてもよい。例えば、テキスト９２を部分８６を通って上方にスクロールすることが望まれるときには、部分８６は、ピクセルレベル型のアドレッシング装置によってアドレッシングされてもよい。
【００４４】
さらに、各部分に含まれるオーバーラップしている既知の定型イメージの数が限定されていて、これらのイメージが他の部分に延長されないときには、電極数をさらに減らすことができる。例えば、図１２において、２つのロゴ８８が部分８２でお互いにオーバーラップし、２つの製品名９０が部分８４でお互いにオーバーラップしているが、ロゴ８８と製品名９０とはオーバーラップしていないとする。この場合、４つのイメージの全てがお互いにオーバーラップしている場合に必要とされる１６個のドライバに代えて、最大で８個のドライバが必要とされる。一般に、Ｎ個の別個の異なる領域を想定し、各々がオーバーラップしているイメージのパターンを有していて、領域ｉでｎｉ個のイメージがオーバーラップしている（すなわち、領域１でｎ１個のイメージがオーバーラップし、領域２でｎ２個のイメージがオーバーラップしている、など）とすると、必要とされる最大ドライバ数は、ｉ＝１〜Ｎに対して２のｎｉ乗の合計となる。
【００４５】
本発明のさらなる拡張が、強調グレイスケール、ハイライトカラー、及びフルカラーのために構成されたジャイリコンシートに適用される。強調グレイスケールとジャイリコン媒体のカラー版とは、シェリドン（Sheridon）による「ねじれボールディスプレイのための多色セグメントボール」という名称の１９９８年２月１０日付けで発行された米国特許第５，７１７，５１４号に説明されている。シェリドン（Sheridon）による「ねじれボールディスプレイのための多色セグメントボール」という名称の１９９８年２月１０日付けで発行された米国特許第５，７１７，５１４号に詳細が説明されているマルチパス／多閾値アドレッシング技法によってアドレッシングされることができるグレイスケール及びカラー電子ペーパの様々なタイプが、説明されてきている。
【００４６】
強調グレイスケール、ハイライトカラー、及びカラージャイリコン媒体は、回転可能要素の少なくとも２つの異なるグループを含んでおり、これらは異なる回転閾値を有している。強調グレイスケールに対しては、これらの異なるグループは、通常のように色を付けてもよく、又は代わりに、２つの要素パターンに分割して、第１のパターンが黒白を表示し、第２のパターンが２つのグレイ中間値を表示してもよい。ハイライトカラーは、黒又は白と第３の色とを表示する第２のグループを有するようにすることで、達成することができる。あるいは、カラーのジャイリコン媒体は、ときには、２つの比較的大きな透明端スライスと少なくとも１つの薄い不透明な中央スライスとを有するように構成された少なくとも１つの回転可能要素グループを含む。これらの回転可能要素が配向されるが、不透明な中央スライスを、その面が視野表面に存在するように向けて、それによって不透明な中央スライスにおける色が見えるようにするか、又は、不透明な中央スライスのエッジのみが存在するようにして、それによって実質的に透明にするようにすることができる。ある場合には、ジャイリコン媒体シートが、視野表面の反対側の面に取り付けられた裏打ちシートを有し、背景色を改善したり付加的な色を提供したりしてもよい。しかし、これらの挙げられた構成は、文献の中で説明されている既知のジャイリコン媒体シートの異なる構成の幾つかの中の例に過ぎず、異なった有用な材料構成の幾つかの例を提供することを意図したものであって、ここで説明されている本発明を限定することを意図しているものではない。
【００４７】
シェリドン（Sheridon）による「ねじれボールディスプレイのための多色セグメントボール」という名称の１９９８年２月１０日付けで発行された米国特許第５，７１７，５１４号に説明されているマルチパス／多閾値アドレッシングは、個々の電極に異なるレベルの電圧を与えて、異なるレベルの電界を生成することを指している。回転可能要素の異なるグループが異なる電界レベルに応答するようにされれば、そのときには、マルチパス／多閾値アドレッシングによって、回転可能要素の異なるグループが選択的に配向される。シェリドン（Sheridon）による「ねじれボールディスプレイのための多色セグメントボール」という名称の１９９８年２月１０日付けで発行された米国特許第５，７１７，５１４号に詳しく説明されているマルチパス／多閾値アドレッシング技法は、以下のように要約することができる。
【００４８】
まず、回転可能要素のＮ個の異なるグループを想定し、各グループが、そのグループの回転に対してｖｉと呼ばれる異なる特有の閾値を有しているとする。ここで、ｖｉは、１からＮまでの各整数について、ｉ番目のグループに対する閾値である。さらに、ｖ１が最小の閾値であり、その後に引き続く各グループはより高い閾値を有し、ｖＮが最大の閾値を有するとする。したがって、ｖＮが供給されると、全グループの全回転可能要素が回転するが、ｖ１が供給されるときには、１番目のグループの回転可能要素のみが回転する。中間の値が供給されると、その中間値に等しいかそれより小さい閾値を有するグループの回転可能要素のみが回転する。すなわち、ｖｉが供給されると、１番目からｉ番目までのグループが回転するが、（ｉ＋１）番目からＮ番目までのグループは回転しない。Ｎ個のグループは、降順のマルチパスを使用してアドレッシングされることができて、その順番は、第１のパスにｖｎを供給することによってＮ番目のグループをアドレッシングすることで開始される。ｖｎが供給されると、Ｎ番目のグループの回転可能要素が回転するだけではなく、他の全てのグループの要素も回転する。第２のパスでは、ｖｎ−１を供給することによって（Ｎ−１）番目のグループがアドレッシングされる。このときには、１番目から（Ｎ−２）番目までのグループも回転するが、Ｎ番目のグループは回転しない。このプロセスが連続するパスを通じて継続され、最終的にはＮ番目のパスで、ｖｉの供給により１番目のグループのみがアドレッシングされる。マルチパス／多閾値アドレッシングは、常に、Ｎ個のグループに対して最大でＮ個のパスをとる。しかし、異なるグループの所望の特定の配向に依存して、Ｎ個より少ないパスをしてもよい。
【００４９】
マルチパス／多閾値アドレッシング技法は、ドライバ７６が多閾値アドレッシングを行うために必要とされる複数電圧を生成するように構成されていれば、図５に示されるシステムと共に使用されることができる。しかし、マルチパス／多閾値アドレッシングによる使用のために説明されてきているジャイリコン表示媒体の幾つかは、１８０度の回転に加えて９０度の回転も必要とする。具体的には、上述のように２つの比較的大きな透明端スライスと少なくとも１つの不透明な中央スライスとを有するように構成された回転可能要素を使用するジャイリコン表示媒体を考えると、これらのタイプのジャイリコン表示媒体は、図１３に示されるように、アドレッシングシステムをわずかに改変して選択装置７２にて表示媒体１００に平行な電界Ｅ‖  を提供するようにすることによって、アドレッシング可能である。この場合にもまた、マルチパス／多閾値アドレッシングを使用するならば、表示媒体１００に平行な電界Ｅ‖  は、多閾値アドレッシングを提供するために必要とされる複数の電界レベルを生成するように構成されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１のイメージが表示されているディスプレイを示す図である。
【図２】  第２のイメージが表示されている図１のディスプレイを示す図である。
【図３】  第３のイメージが表示されている図１のディスプレイを示す図である。
【図４】  第４のイメージが表示されている図１のディスプレイを示す図である。
【図５】  図１のディスプレイとアドレッシング手段とを示す図である。
【図６】  アドレッシング手段の一部の上における、図１〜図４に示したイメージに対する電極パターンを示す図である。
【図７】  図６に示した電極パターンの部分拡大図である。
【図８】  図１に示したディスプレイの部分拡大図である。
【図９】  図２に示したディスプレイの部分拡大図である。
【図１０】  図３に示したディスプレイの部分拡大図である。
【図１１】  図４に示したディスプレイの部分拡大図である。
【図１２】  複数の部分に分割され、各部分が別個のアドレッシング手段を有しているディスプレイを示す図である。
【図１３】  他のアドレッシング手段を有する図１のディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
１０  標識、１２  イメージ、１４  背景、１６，１８，２０  イメージ、２４，２６，２８，３０  電極パターン、３２，３４，３６，３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６，５８，６０  電極、７０  表示媒体、７２  選択装置、７４  電極、７６  ドライバ、７８  制御回路、８０  ディスプレイ、８２，８４，８６  ディスプレイ８０の部分、８８  ロゴ、９０  製品名、９２  テキスト、１００  表示媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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