便携式微显示系统的制作方法

专利名称：便携式微显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及微型显示器，特别涉及小面积高分辨率液晶显示器，以及制造这种显示器的方法。
相关技术本申请是美国专利事务局在2000年7月28日向美国专利局提交的申请号为09/643,655申请的部分继续申请，同时也是1999年11月14日提交的申请号为09/460,960申请的部分继续申请。前者享受2000年7月12日提交的申请号为60/217,871的申请和2000年5月24日提交的申请号为60/206,999的申请的权益，而后者享受于1998年11月14日提交的申请号为60/112,147申请和1999年2月26日提交的申请号为60/121,899申请的权益。本申请也同时请求享有2000年10月3日提交的美国专利申请NO.60/237,603申请和2000年12月6日提交的No.60/251,721申请的权益。上述所有内容都被通过在此引证而合并于本文。
背景技术：
正在开发的平板显示器是利用液晶或者电光材料来产生高质量图像。这些显示器被预计代替CRT技术并且提供更高清晰度的电视图像或者计算机监视器图像。例如，通向高质量大型液晶显示器的最有前途的途径是有源矩阵方法，该方法中，薄膜晶体管和液晶显示器的像素被协同定位在一起。使用TFT的有源矩阵方法的首要的好处是消除像素之间的串扰，再就是用兼容TFT的LCD能取得极好的灰度级。
彩色液晶平板显示器能够通过很多种方法来制造，包括彩色滤色器或者顺序闪光灯。这两种类型的显示器在透射式和反射式模型中都能找到。
透射式彩色滤色器液晶平板显示器一般包括不同的五层白光源，安装在电路板的一侧的第一偏振滤色器，在此电路板上TFT被排列形成像素，包括排列成像素的至少三种原色的滤色板，最后是第二偏振滤色器。电路板和滤色板之间被液晶材料填充。当电场施加到电路板和接到滤色板的地线之间的材料上时，此种材料允许光在其内传输。因此，当显示器的特定像素被TFT点亮的时候，此液晶材料旋转通过此材料传输的偏振光，从而使这束光通过第二偏振滤色器。
在顺序彩色显示器中，显示平板被扫描三次，每一次一种原色，协同一个指向显示平板的相关彩色光。例如，为产生一个20赫兹的彩色帧，有源矩阵必须以60赫兹的频率驱动。为了降低闪烁，人们期望使用180赫兹的频率驱动有源矩阵以产生60赫兹的彩色图像。超过60赫兹，可见的闪烁将被降低。
由于非晶硅的缺陷，其他可供选择的材料包括多晶硅，或者激光再结晶硅。这些材料之所以被限制是因为他们应用已经存在于玻璃上的硅，这通常会限制在低温下进一步的电路处理。
用于诸如上述彩色顺序显示器的显示器集成电路，正在变得越来越复杂。例如，彩色顺序显示器被设计用于显示高清晰度电视格式，该格式需要1280×1024的像素阵列，该像素阵列的像素间距，或连接邻近行或者列像素电极的线条间的距离在15到55微米范围内，并被制造在单个五英寸晶片上。

发明内容
本发明涉及微型显示器，特别涉及小面积高分辨率液晶显示器，以及制造这种显示器的方法。例如，此显示器具有至少有72,000个像素电极的阵列和小于200平方毫米的有源面积。
在一个实施例中，数字打印机包括用来获取电子图像并处理此图像的控制电路、用于接收来自控制电路的被剪裁过的图像的有源矩阵液晶显示器，以及用来照亮液晶显示器的背光。可以用透镜将显示器的图像聚焦在照像平面上。
在一个实施例中，有源矩阵彩色显示器是彩色顺序显示系统，并且背光是三色发光二极管(LED)背光。照相胶片放在照像平面上。
在一个实施例中，一步成像相机包括一个用于记录图像的电荷耦合器件(CCD)。控制电路从CCD获取电子图像并且处理该图像。有源矩阵液晶显示器用于接受处理过的图像并且发光二极管(LED)装置照亮该液晶显示器。透镜把液晶显示器的图像聚焦在照像平面上。
在几个实施例中，像素电极阵列包含至少是320×240的阵列并具有小于160平方厘米的有源面积。在另外一个实施例中，数字打印机或一步成像相机中的像素电极阵列包含至少是640×480的阵列。
在一个实施例中，便携式通信系统包括带有无线收发机的外壳。放置在外壳内的透镜接收在有源矩阵液晶显示器上形成的图像并把该图像放大至少2倍。外壳带有的数字打印机用于打印在液晶显示器上形成的图像。
在该便携式通信系统的一个实施例中，有至少一对液晶显示器，第一液晶显示器用于观看，第二液晶显示器起到用于数字打印的光阀门的作用。在该便携式通信系统的一个实施例中，外壳带有具有用于记录图像的电荷耦合器件(CCD)的一步成像照相机。控制电路从CCD获取图像并把该图像发送到数字打印机。
在数字打印机的一个实施例中，打印机包括用于获取电子图像并把该图像处理到多个像素的控制电路。每个像素都有至少2种颜色到特定电平。驱动电路把该有源矩阵液晶显示器像素电极的全部阵列驱动到与第一液晶状态相等的电压，然后选择性地把像素电极转换到与依赖于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压。和每个颜色相关的光源照亮该液晶显示器。
在一步成像照相机的一个实施例中包括用于记录图像的电荷耦合器件(CCD)。控制电路从CCD获取电子图像并且把这些图像处理到多个像素。每个像素都有特定电平的至少2种颜色。驱动电路把该有源矩阵液晶显示器像素电极的全部阵列驱动到与第一液晶状态相等的电压，然后选择性地把像素电极转换到和取决于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压。和每个颜色相关的光源照亮该液晶显示器。透镜把液晶显示器的图像聚焦到照相平面上。
在数字印字机和一步成像照相机的几个实施例中，透镜把液晶显示器到图像聚焦在照相平面上。光源是具有三种颜色的发光二极管(LED)背光。一种或者更多颜色的电平是零。
在一种产生打印的方法中包括将一个数字图像分割成至少两个每个都与一种特定颜色相关的电子图像的步骤。每种颜色相关的电子图像将被处理到多个像素。每个像素有与特定相关颜色相关的特定电平。整个有源矩阵液晶显示器像素电极阵列被驱动到与第一液晶状态相等的电压。像素电极被选择性地转换到和取决于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压。与特定颜色相关的光通过液晶显示器投射以便把液晶显示器的图像投在感光纸上。依赖于特定电平，重复选择性地把电极转换到与第二液晶状态相等的电压，并且投射和颜色之一相关的几个特定电平的光。此过程针对其他颜色被重复进行。
在一种显示图像的方法中，图像被写入具有多个像素电极的液晶显示器，从而导致液晶移动到特定的图像位置上。光源闪光以照亮显示器。像素电极被设置为特定的电场强度以便在下一图像被写入之前导致液晶向期望的方向或位置移动。写入、发光和设置的过程产生想得到的图像。
在一种方法中，图像是彩色图像，图像的写入和两个或者更多的在写入步骤针对多种颜色中的每一种被重复之后闪光的颜色相关。在光源的每个闪光之后和下一图像被写入之前切换对置电极的电压。液晶显示器是具有至少75,000个像素电极和小于160平方毫米的有源面积的显示器。
在几个具体实施例中，有源矩阵彩色顺序液晶显示器具有有源矩阵电路，对置电极板或者层，以及插入的液晶层。有源矩阵电路具有在第一个板内形成的晶体管电路阵列。每个晶体管电路都被连接到一个像素电极，该像素电极在具有200平方毫米或更小的面积的像素电极阵列中，其面积最好在100平方毫米以下。对置电极板在平行于第一个板的第二个板内伸展，并承受所加电压。液晶层被夹在两个平面之间的空腔中。空腔沿着和第一和第二个板垂直的轴方向的深度少于3微米。
在几个实施例中，氧化层在像素电极阵列或液晶材料层之间伸展。氧化层在像素电极阵列的外围区域具有第一厚度，在像素电极阵列上延伸的像素电极区域具有较薄一些的第二厚度。厚的外围区域(在一个优选实施例中大约0.5微米)用来更好地隔离集成到显示电路中的驱动电极。较薄一些的氧化区域(大约0.3微米)用来降低显示器运行过程中氧化层上的电压降。这用于无需从诸如电池的电源处支取更多功率而升高液晶上所施加的电压。
控制液晶的一种方法是把输入视频信号反相以消除液晶材料上形成的DC电压。虽然列交替接收视频和反相视频的列反相是一个常见模式，现在人们认识到，像素或者帧反相在一些结点更佳。另外一个控制显示器中的液晶的优选方法是在子帧开始处切换施加到对置电极面板的电压。除了消除不对称电压外，在每个子帧之后切换加到对置电极面板的电压的技术还提高了对比度。
除了切换加到对置电极上的电压之外还有其他一些技术能被用于提高显示器上的图像质量，这些技术可以和电压切换技术结合或者独立于电压切换技术使用。众所周知，微型显示器，特别是液晶的温度影响液晶响应、以及显示器上亮度、图像颜色的一致性。
另一种能独立于或和切换对置电极的电压结合使用的方法是在背光闪光之后把像素从VPIXEL初始化到VCOM。随着像素电极被设置为VCOM，如果和该像素相关的液晶处于某个其他状态，则液晶开始弛豫到清澈状态。和每个像素相关的液晶都在弛豫、旋转到清澈状态，直到该像素被写入并接收信号或者和那个图像相关的电压。因为像素是被顺序写入的，从写入到为第一个像素闪烁光源要比从写入到为最后一个像素闪烁光源有更长的时间。在接收视频信号之后第一像素将耗去写入周期的大部分以到达其期望的位置，并且把像素初始化到VCOM将会有最小的效果。然而，最后接收其信号，并初始化为清澈且具有如果不是已经在那个状态则在向清澈旋转的相关液晶的像素在接收其信号之前将是清澈或近似清澈的。在这几个优选实施例中，液晶的取向使得其弛豫变白比驱动变黑用的时间更少。因此，在最后一个像素是清澈或接近清澈时，驱动变黑的响应时间比像素是黑色并正在弛豫到清澈更加迅速。显示器初始化以便液晶向需要最长的时间才能到达的状态旋转，在一个优选实施例中是清澈状态。单个像素元素被设置后将更加接近在光源发光之后的稳定位置。
液晶材料的性质受到液晶温度影响，例如，扭曲向列液晶材料的扭曲时间在液晶材料温暖时较短。通过了解液晶温度，能够设置背光闪光的时刻及持续时间以获得期望的亮度和最小化功耗。
在另外几个实施例中液晶可能被加热。在一个优选实施例中，显示器被置于加热模式，其中，多个行被点亮，并且沿着行线出现电压降，产生热量。
测量液晶的温度需要额外的模拟电路，该电路增加显示器电路的复杂程性。众所周知，最终想要的是液晶的运行性质而非实际温度。在一个优选实施例中，进行液晶电容的电测量，代替对于温度的测量，以便确定是否需要加热。当加热器打开并且加热器打开的持续时间不需要以温度为基础并且能够通过响应液晶传感器被启动，该液晶传感器响应液晶的光学、电学或其他性质。
在一个实施例中，引入传感器以确定液晶是否正在接近液晶的特征清澈温度。清澈温度传感器正好被置于离开有源显示区域之处。当液晶接近其特征清澈温度时，白色(清澈)像素和黑色像素的电容合并在一起。
液晶被期望的优点之一是长的时间常数，这允许在某些情况下保持图像而不必刷新。虽然长的时间常数一般是有益的，但在显示器被关闭并在片刻之后被启动的情况下它可能是有害的。启动系统之后，先前图像的一部分可能仍就存在。
在一个实施例中，模拟比较器实时采样主电源电压。当电压下降到低于运行电路再加上一些余量的电平，例如90％，显示器被关闭。关闭显示器时，复位信号(PDR*)被置为低。收到该信号后，显示电路将把VDD加到所有的列线上，并激活所有行线。每个像素的存储电容的另外一端被连接到前一条行线。这有效地把存储电容放电到0伏特。通常的计时将持续两个周期或更多，从而顺序激活所有的偶数和奇数行。这将行线上的0伏特驱动到每个像素上。
因为存储电容要比像素电容大几倍，存储电容上的电压将会把像素电容放电到0伏特。在此时刻，显示器能被去除能量，在存储电容或像素电容上均不残留任何电荷。
微型显示器性能增加的同时微型显示器尺寸的减小已经使得微型显示器发明之前不可能的设备得以出现，或使具备改进性能的设备得以出现。这些设备包括数码相机、数字打印机和改进的可携式摄像机取景器。
在一个实施例中，微型显示器被用于数码照相机。该微型显示器既被用来显示要获取的图像，也被用来显示存储在数码相机内存中的图像。


通过下面结合附图给出的优选实施例的说明，本发明的上述以及其他目的和特征将被本领域熟练技术人员更好的理解和领会，其中图1是根据本发明的一个单片晶片的透视图，其上形成多个显示设备；图2是用于其内包括可选控制信号电路的集成有源矩阵平板显示器的管芯的示意图；图3示出了用于图2中所示显示控制电路的时序图；图4是制造和装配该微型显示器过程的示意图；图5A到5D是在TFT层上制造电路的过程的示意图；图6是ITO(氧化锡铟)层的横截面视图；图7A是带有凹坑掩藏氧化层的TFT层的横截面视图；图7B是形成另一个TFT层过程中的一步的示意图；图7C是另一个TFT层的横截面视图；图8是ITO层和TFT层在装配前的分解视图；
图9是在外壳内的显示器的放大剖视图；图10是用于另一个集成有源矩阵平板显示器的管芯的示意图；图11A是用于另一个(LVV)集成有源矩阵平板显示器的管芯的示意图；图11B是图11A示出一个门的放大部分；图12A是背光的相对于显示器的分解视图；图12B是背光的后透视图；图12C是带有散射器的背光的前透视图；图13A是已装配的显示器模块的透视图；图13B是已装配的显示器模块的分解视图；图14A是根据本发明，适于放大微型显示器的透镜的侧视图；图14B已装配的显示器模块的横截面视图；图14C是提供视觉增大视场的多单元透镜的侧视图；图15示出了置于开诺全息照片附近的单透镜；图16A是带有检测器的背光系统的横截面视图；图16B是LED控制电路的示意图；图17是用图表示的将液晶从清澈转换到黑色以及从黑色到清澈的时间；
图18A是用图表示的电压以及期望是红色的像素的液晶的转换；图18B是用图表示的电压以及第一像素和用于诸如黄色的中间颜色的最后像素的液晶的转换；图19A示出根据本发明的显示控制电路另一个优选实施例；图19B示出图19A中所示显示控制电路的时序图；图20A示出图19A中所示显示控制电路的像素单元；图20B示出图19A中所示显示控制电路的一部分；图21是通过切换加到对置电极的电压的方式正被恢复到白色的黑像素以及正被恢复到黑色的白像素的图解表示；图22是用于图19A所示显示控制电路的电压以及第一像素和用于诸如黄色的中间颜色的最后像素的液晶的转换的图解表示；图23A示出带有初始化的彩色顺序显示器的时序图；图23B示出把所有列初始化到同一电压的电路；图23C示出用于彩色顺序显示器的时序图，该显示器带有切换加到对置电极的电压的LVV并把像素初始化为清澈；图24是在现有技术中电源被关闭然后再打开后像素电极的电压的图解表示；图25示出根据本发明的显示控制电路的优选实施例；
图26是根据本发明，当电源被关闭时控制信号的图解表示；图27A示出另一个具有加热门的显示器的优选实施例；图27B示出图27A所示显示器的一部分；图27C示出图27A所示显示器的一部分的另一个实施例；图27D示出另一个热驱动的实施例；图27E示出带有两个可选择扫描仪的显示器的另一个加热实施例；图27F示出位于有源显示器外部的液晶响应时间传感器阵列；图27G是液晶响应时间传感器阵列的放大视图；图28A是接收模拟信号的显示控制电路的示意图；图28B和28C是图28A中显示控制电路的元件的示意图；图29A示出显示器内现有技术信号路径；图29B是示出EXCLK和TCG之间的歪斜失真的时序图；图29C示出延迟锁定环电路；图29D示出相位锁定电路；图30是检测可编程逻辑芯片中的信号的数字机构的图解；图31是图30中电路的输入和输出的时序图；
图32示出和图28A类似的带有PLL限制的时序控制电路；图33示出显示控制电路的另一个优选实施例；图34A是时序图；该图中子帧与半帧的比例是3∶1；图34A是时序图；该图中子帧与半帧的比例是4∶1；图34A是时序图；该图中子帧与半帧的比例是10∶3；图35A是收数字视频信号的微型显示器的集成电路的示意图；图35B是根据本发明的数字信号的线性反馈移位寄存器状态机的示意图；图36是数据链路的示意图；图37A示出在视频卡和显示器驱动板之间的数据链路；图37B是数字驱动器的示意图；图38A示出液晶显示器响应曲线；图38B是带有数字表的显示控制电路的示意图；图39A是用于单色显示的显示器时序图；图39B1和39B2根据本发明示出显示控制电路另一个优选实施例；图39C示出通过插补的水平调整比例；图39D示出通过插补的垂直调整比例；图39E示出像素配对图；图40A是数码相机的前视图；图40B是图40A中数码相机的后视图；图40C是图40A中数码相机的左视图；图40D是图40A中数码相机的右视图；图41是图40A到40D中数码相机的分解视图；图42示出照相机的显示控制电路；图43示出一部分已经打开的便携式摄像机的透视图；图44示出便携式摄像机的显示控制电路；图45是在车辆中使用的固定在头上的显示系统的示意图；图46是数字打印机的控制系统的示意图；图47示出数字打印机的剖视图；图48是一步成像数码相机电路的示意图；图49A是带有微型显示器的移动电话的前透视图；图49B是带有微型显示器的移动电话的前视图；图49C是带有微型显示器系统的小型电话的后视图；
图50是反射式显示器的剖视图；图51是硅加在石英上的生产过程和微型显示器的示意图；图52A是无线个人计算机的左前透视图；图52B是图51A中的无线个人通信器的正视图；图53C是无线个人通信器的后视图；图52D到52G是个人无线通信机的附加视图；图53是示出卡片的个人无线通信机的透视图；图54A是固定在头上的个人通信器的右前透视图。头部用虚线表示；图54B是虚线表示的没有头部的固定在头上的个人通信器的透视图；图54C是固定在头上的个人通信器的前视图；图54D是固定在头上的个人通信器的顶视图；图54E到54G是固定在头上的个人通信器的附加视图；图55A是主要单元的透视图；图55B是主要单元的顶视图；图56是带有电子电路板和移去电池的固定在头上的个人通信器的透视图；
图57是在固定在头上的个人通信器的显示电路的示意图；图58是反射图像显示器的的剖视图；图59是无线电话的顶部右透视图，该无线电话带有显示器并且顶部翻开；图60是无线电话的顶视图，该无线电话带有显示器并且顶部翻开；图61是顶部翻开的带显示器的无线电话的右视图；图62是顶部翻开的带显示器的无线电话的底视图；图63是顶部合上的带显示器的无线电话的顶部右透视图；图64是顶部翻开并且显示单元向上翻转的带有显示器的无线电话的顶部右透视图；图65是顶部翻开的带显示器的无线电话的底部透视图；图66是电池和电池外壳被去掉的电话的后视图；图67是带显示器的无线电话和移去一部分的即时打印机的侧视图；图68是带有显示器盒和视频盒的另一个无线电话的顶部右透视图；图69是带有翻转的视频盒的图68中的无线电话的顶部右透视图；
图70A是具有处于打开位置的盖的另一无线电话的前视图；图70B是图70A中无线电话的侧视图，其盖位于关闭位置；图71A是另一个带有微型显示器的无线电话的前顶透视图；图71B是图71A中的无线电话的底后透视图；图72A到72D是另一个带有因特网浏览器和寻呼机功能的无线电话的图解；图73是带有即时打印单元的扩展坞和无线电话的侧透视图；图74是对接在图73中的扩展坞的无线电话的侧视图，该扩展坞被剖视示出；图75A是无线电话的侧透视图，该无线电话在与其隔开的即时打印设备上带有揿钮接头；图75B是类似视图，其中即时打印设备的揿钮接头和无线电话相连；图75C是在即时打印机上带有一个夹子的无线电话的侧剖视图；图76A是带有观测透镜的无线电话的剖视图；图76B是图76A中具有带有一个用夹子连接的即时打印设备的无线电话的剖视图；图77是另一个在打印设备上带有用夹子连接的无线电话的剖视图；
图78A是部分剖开以便展示其内部的即时打印机的透视图；图78B是图78A中的即时打印机的剖视图；图79A是打印设备的示意图，该设备中在图像曝光期间投射微型显示器和胶片相对运动；图79B是图79A中胶片的顶视图；图80A是在图像产生器和胶卷之间有相对运动的即时打印机的示意图；图80B是具有透镜和微型显示器的显示单元的图80A示意图的侧视图；图80C是具有微型显示器的显示单元的图80B示意图的侧视图；图80D是线性像素阵列的示意图；图80E是在一系列有痕线上曝光胶卷的示意图；图81A是具有分离开的扩展坞的无线电话的侧顶透视图；图81B是扩展坞和连接无线电话的侧剖视图；图81C是对接在扩展坞的无线电话的顶侧透视图，扩展坞中的显示器处于关闭位置；图81D是带有扩展坞的无线电话的顶侧透视图，其显示器处于打开位置；
图82A是带有微型显示器的无线电话的顶视图；图82B是示出照相机透镜的图82A中的无线电话的底视图；图82C是图82A和82B中无线电话的后透视图；图83是无线电话的侧视图，其打开的部分展示微型显示器和透镜；图84A示出了使用棱镜来重定向图像方向的微型显示器和观测透镜；和图84B示出了使用镜面来重定向图像方向的微型显示器和观测透镜；具体实施方式
参考附图，附图中同样的标记表示同样的元素。例如，一般引用图9中的110示出根据本发明的一个显示器。
本发明的一个优选实施例采用制造多个平板显示器110的过程，在该过程中，在单个晶片114上制作了大量的有源矩阵阵列，如图1所示。
单个晶片上制作的显示器单数目取决于晶片尺寸以及每个显示器的尺寸。在一个优选实施例中，晶片的直径不小于5英寸。每个显示器的尺寸取决于分辨率和像素电极的尺寸。在一个具有大约76,800个像素(例如320×240的阵列)的分辨率，一般称为QVGA的显示器中，显示器对角尺寸0.24英寸，像素电极宽度为15微米，有源显示面积为4.8mm×3.6mm。显示器管芯的尺寸为8.6mm×60mm。整个显示器的尺寸，即图13B中显示器支架的尺寸为15.42mm×9.86mm。在单个5英寸晶片上能制作超过150个独立的这种尺寸的显示器，或在6英寸晶片上制作超个200个显示器。
显示器的另一个优选实施例具有大约307,200个像素的分辨率，(如640×480的阵列)，一般被称为VGA，显示器对角线尺寸0.38英寸，VGA显示器的像素电极宽度为12微米。有源显示区面积为7.68mm×5.76mm。显示器管芯的尺寸为11.8mm×8.2mm。整个显示器的尺寸为16.97mm×11.58mm。在单个5英寸晶片上能制作超过100个独立的这种尺寸的显示器。
通过在单个晶片上制作大量的小的高分辨率显示器，制造的成品率能被充分提高，每个显示器的成本能被充分降低。
图2中示意性的示出了集成电路有源矩阵显示器管芯116。集成电路显示器管芯116已被从单个晶片114上与所选择数量的被复制电路一起切称方块状。显示器矩阵电路118、垂直移位寄存器120、水平移位控制器122、一对水平移位寄存器124和126以及多个传输门128和10被加入集成电路显示器管芯116。
视频信号高线132和视频信号低线134把模拟视频信号从数模放大器携带到位于显示器矩阵电路118之上和之下的传输门128和130。在一个优选实施例中，显示器矩阵电路之上的传输门是p沟道传输门28，并被连接到视频高线(VIDH)12。在一个优选实施例中位于显示器矩阵电路18之下的传输门130是n沟道传输门130，并被连接到视频低线(VIDL)134。
传输门128和130由水平移位寄存器124和126控制。p沟道传输门128由高水平移位寄存器124控制，而n沟道传输门130由低水平移位寄存器126控制，如图2中实施例所示。水平移位寄存器124和126由水平移位控制器122控制。水平移位寄存器124和126选择视频信号的段或比特要被发送到的列，这将在下面做进一步解释。
显示矩阵电路118具有多个像素单元138。例如，在QVGA显示器中，由76,8000(320×240)个有源像素单元。可能还有被看作是非有源的附加像素单元，这在下面解释。每个像素单元138具有晶体管140和像素电极142。像素电极142与对置电极144和置于(上述)二者之间的液晶层146协同工作，形成用于产生图像的像素电容148，这在图9中可以极佳地看出。
除了如上所述，通过水平移位寄存器124和126选择接收信号的列之外，还需要选择行。垂直移位寄存器120选择行。从垂直移位寄存器120引出的行线150被连接到三极管140的每个栅极上以点亮该行像素。当一行像素被点亮，并且列152被水平移位寄存器124和126之一选择时，单个像素被选择，并且视频信号驱动该像素的液晶或使该像素的液晶得以弛豫。
微型显示器110具有以渐进方式逐行扫描的图像。在QVGA的一个优选实施例中，图像被扫描或像素电极的电压被逐像素单元的设置。使奇数行或偶数行用水平移位寄存器124接收VIDH信号132而另一行(即偶数行或奇数行)用水平移位寄存器126接收VIDL信号134，一次可以设置两个像素单元，这将在下面参考图11说明。众所周知，诸如图10所示的其他配置能在显示器被分成段并被同时提供的情况下使用。如果显示器采用多个VIDH和VIDL输入，则多个像素电极能在同一个时钟周期内被扫描也是公知的。
显示矩阵电路118具有列复位电路154。列复位电路154既被用于下面参考图24和图25说明的电源关闭复位，也被用于下面参考图23A和23B说明的初始化。初始化时，列复位电路154把每个像素电极142的电压设置为导致液晶弛豫到透明状态到电压。如下面所说明的那样，列复位电路154在每个子帧或帧之前使用。
图3示出了采用列反相的微型显示器的时序图。视频信号被作为实际信号和反相的信号发送到IC显示器管芯116。如图2所示的p沟道传输门128接收实际视频(信号)，由这些门供电的像素被驱动到介于施加到对置电极上的公共电压(VCOM)和供电电压源(VDD)之间的电压。N沟道传输门130接收反相视频(信号)，由这些门所供电的像素被驱动到介于VCOM和供电电压吸收(VEE)之间的电压驱动。在一个子帧中，一列接收视频信号而相邻一列接收反相视频信号。在下一个子帧中，切换接收视频信号和反相视频信号的列。在整个帧被扫描到显示器内以后并且存在允许液晶扭曲的延迟时，背光闪光以展示图像。下面进一步说明允许液晶扭曲的延迟。在一个优选实施例中，VDD大约为11伏特，VEE大约为2伏特，VCOM大约为7伏特。在电压信号中心电压(VVC)和VCOM之间存在微小的电压差以便在液晶内容纳一个偏移电压。切换每一列上的视频的技术被称为列反相技术，它帮助防止在液晶材料上形成DC电压，此外还防止串扰。除了列反相之外，其他类似的反相技术有行反相、帧反相和像素反相。
下面讨论其他的以不同方式馈入视频信号并闪光背光以展示图像的时序图。
平板显示器，也被称为微型显示器110由几个主要的装配步骤组装而成，其中在每个装配步骤具有几个步骤。参考图4，晶片114是其上布置了集成电路显示器管芯116的SOI(绝缘层上的硅)晶片。显示电路116转移到玻璃片158并被从晶片114剥离。显示电路116的背面经过处理。除了显示电路116以外，还制造了具有对置电极144的ITO(铟锡氧化物)晶片160，如图6所示。显示电路116、ITO晶片160和液晶146被装配到显示装配件162。显示装配件162被装配到装配模块164。
图5A到图5D示出了IC显示器管芯116的形成。如图5A示出显示矩阵电路118的三极管140之一正在和绝缘衬底174上的薄膜单晶硅层172一起形成。绝缘衬底174上的薄膜单晶硅层172能通过硅层的再结晶形成，或采用把第一个硅晶片绑定到第二个具有氧化绝缘层的硅晶片的晶片绑定过程形成。第二晶片被减薄以形成适于制作显示电路的绝缘层上的硅(silicon-on-insulator)结构并变成视觉上透明的衬底。关于显示器的制作的附加的细节在1994年3月21日递交的名为“制作有源矩阵像素电极的方法”，申请号为NO.08/215,555的美国专利申请以及1998年11月10日递交的名为“彩色顺序反射式微型显示器”，申请号为NO.08/966,685的美国专利申请中有描述，前一申请在1998年1月6日被授权成为专利号为NO.5,705,424的美国专利。两申请的全部内容通过在此引述被合并于本文。热氧化物176也覆盖了薄膜单晶硅层172的一部分。绝缘衬底174由硅(Si)晶片178承载。
在绝缘衬底174和热氧化物176上形成了作为抗反射层的Si3N4层180，如图5B所示。在Si3N4层180上形成了多晶硅像素电极142，并与薄膜单晶硅层172接触。
参考图5C，在电路上形成硼化磷酸硅玻璃(BPSG)层184。一部分被腐蚀掉并加上铝电极。参考图5D，在铝电极和BPSG层184上形成了一层SiO2三氯化磷硅玻璃(PSG)188。钛(Ti)黑矩阵190被置于三极管之上作为遮光板。在整个晶片上形成了钝化二氧化硅192。晶片为下一个装配过程做好准备。
在一个独立过程中，形成了具有对置电极144的ITO晶片160。图6示出了具有玻璃层198和对置电极144(ITO层)的ITO晶片。
电路和ITO晶片160形成后，两者为结合在一起做好准备。然后，如图7A所示，电路器件116被转移到视觉上透明的衬底204上。透明粘和剂206被用于把电路固定到衬底204上。在专利号为NO.5,256,562的美国专利中更详细的说明了粘和剂206，其内容此处通过引用而被引入。如图5A到5D所示，绝缘衬底174最初所附着的层，即Si晶片178被移去。
如图7A所示，在像素阵列142之上的位置蚀刻绝缘衬底174，也被称为掩埋氧化层。不在像素阵列之上的掩埋氧化层被剥掉，因此产生了一系列凹坑208。在一个优选实施例中，掩埋氧化层为0.5微米并且在像素阵列之上的凹坑区域被减薄到0.2到0.3微米。仅仅通过减薄像素阵列，不用因晶体管(TFTs)的后门效应而折衷，就提高了施加到液晶上的电压。
图7C和图7B示出了另一个集成电路显示器管芯116。参考图7B，绝缘衬底174被蚀刻，在绝缘衬底174和热氧化物176之上形成了Si3N4层180。在Si3N4层180之上形成了多晶硅像素电极142，并且和薄膜单晶硅层172接触。晶片的剩余部分用上面说明的方法形成。
此后，如图7C所示，电路器件116被转移到视觉上透明的衬底204上。绝缘衬底174，也被称为掩埋氧化层被蚀刻。如图7B所示，掩埋氧化层被减薄，直到达到Si3N4层180。Si3N4层180通过湿法腐蚀磷酸处理被去除。像素电极142和液晶146接触。
众所周知，绝缘衬底174能够在像素电极142要被定位到硅晶片178上的位置上蚀刻。Si3N4层位于硅晶片178上。在电路器件116被转移到视觉上透明的衬底204上以后，不用减薄掩埋氧化物。Si3N4层180按上面说明的那样被去除。
如图7A所示的一系列凹坑208能被用湿法腐蚀磷酸处理减薄到Si3N4层180也是公知的。
SiOx取向膜210被沉积在掩埋氧化物和对置电极上，如图6和图7A所示。取向膜210按下面说明的那样对准液晶。
如图8所示，框架粘和剂212被环绕每个显示器区域放置。此外，在每个显示器的某一点上放置银膏，以便在结合时对置电极被连接到电路。如下面说明的那样，留下了注入孔用于注入液晶。框架粘和剂具有多个定位球。定位球的直径为3到4微米。TFT玻璃和对置电极玻璃被压在一起。定位球确保当施加绑定压力时，层间间隔开1.8微米。在有源矩阵区域没有定位球。然后结合在一起的晶片被烘烤。虽然在一个优选实施例中使用了定位球，但是应该认识到，采用诸如(定位)柱的其他定位技术也能制作没有定位球的显示器。
烘烤后，两片玻璃，分别为TFT玻璃204和对置电极玻璃198被划线并断开。两个玻璃层在相反的两端被划线并断开，再错开以使得TFF玻璃204相对于对置电极玻璃198看起来向右偏移，如图9所示。
单个显示器被放置于支撑盘内，并浸入液晶内以填充掩埋层和对置电极之间的空间。液晶146位于取向膜210之间。然后注入孔被注入。这是显示器装配的最后一步。
模块装配包括连接柔性电缆214、一对偏振器216并把它们固定到模块218上。参考图9，示出了显示器110的剖视图。为清楚起见，没有按比例示出显示器单元，只示出了一个像素单元，某些像素单元未被示出。显示器110具有包含被介于其中的液晶层146从对置电极144间隔开的像素单元138的有源矩阵部分220。每个像素单元138具有三极管140和像素电极142。如果有源矩阵被用于需要高亮度光的投射，有源矩阵部分220可能具有铝制的遮光板224以保护三极管(TFF)140。对置电极144通过焊点(solder bump)被连接到电路到剩余部分。矩阵220被一对玻璃衬底198和204所约束。另一对玻璃板228被置于有源矩阵部分220以外。玻璃盘228被和偏振器216间隔开。该空间限制出绝缘层230。显示器110的模块218是包含有源矩阵部分220、玻璃盘228和偏振器216的上下两件的箱体。室温硫化橡胶232帮助把这些单元保持在箱体内适当的位置上。
在与液晶层146相反一侧，玻璃衬底198和204中的每个都具有偏振器216之一。偏振器216能够从玻璃衬底198和204上移动到玻璃盘228的外表面。通过把偏振器进一步远离液晶，偏振器材料216内的任何缺陷对用户的眼睛都不明显。因为用户聚焦在液晶材料上，并且通过把偏振器材料216远离液晶，它被从用户视场深度中移走。
为了使液晶响应更快，对置电极和氧化层之间的距离在凹坑208处是2微米。这两个单元之间狭窄的距离导致扭曲以使光线通过的液晶更少。然而，距离的狭窄导致附加的问题，包括某些液晶的粘度使得填充显示器很困难。因此，选择适当的液晶要求评价液晶性质。
在选择合意的液晶时有很多必须要考虑的特性。一些特性包括可应用的温度范围，briefingence(delta n＝ne-n0)、运行电压、液晶的粘度和电阻率。对于粘度，流动粘度和旋转粘度是要检查的两个领域。在0度到70度的温度范围内，优选范围是低于40厘泊(cp)的流动粘度和低于200cp的旋转粘度。
在选择液晶时另一个要检查的特性是delta n。delta n的值取决于晶格间隙和在两个表面的液晶预倾角。两个表面的预倾角受到沉积在掩埋氧化物和对置电极上的SiOx取向膜的影响。对两微米的间隙，delta n最好大于0.18，0.285的delta n是最佳的。对于大的间隙需要不同的delta n。对于5微米的间隙，deltan的期望范围是0.08到0.14。
除了粘度和delta n(Δn)，液晶的阈值电压和电压保持率也是选择液晶时要检查的标准。在一个优选实施例中，阈值电压低于1.8伏特，最好是大约1.2伏特。电压保持率最好大于99％。
其他所期望的特性是容易对准和对UV的稳定性以及高光强。如果需要，还能包括delta n以便取得更低的粘度和更低的运行电压。
在一个优选实施例中，所选择的液晶是超氟材料[SFM，(superfluoriated material)]。在一个优选实施例中，所选液晶是Merck销售的TL203和MLC-9100-000之一。
液晶形成了在两个表面之间伸展的化学链。如图7A所示的SiOx取向膜210沉积在掩埋氧化物174和对置电极144或像素电极142上，并且在一个优选实施例中，图7C中对置电极144彼此成90度角。取向膜210对液晶146进行预对准。取向膜210的厚度大约为500埃。
取决于相关像素电极上的电压，液晶链扭曲或不扭曲。相对偏振板的扭曲导致液晶在白色或清澈和黑色或黯淡状态之间运动。
在取决于液晶和偏振板的关系的同时，液晶既能在弛豫位置时看起来清澈和黑暗，也能相反地在被驱动状态下黑暗或清澈。在一个优选实施例中，液晶在弛豫位置看起来清澈，在被驱动状态看起来黑暗。
如上述说明，微型显示器110可能具有不同数量像素的有源矩阵阵列。图10示意性地示出了另一个用于(640×480)像素显示器的电路有源矩阵显示器管芯240。与图2中所示的实施例不同，显示器被分割成同时和独立地馈入的四个象限。集成电路显示器管芯240具有显示矩阵电路242、一对垂直移位寄存器244、水平移位控制器246、四个水平移位寄存器248和多个传输门250。
来自数模放大器的模拟信号被四根视频信号线252之一携带到位于显示器矩阵电路224之上和之下的传输门250。集成电路显示器管芯240具有类似于上面所讨论的列复位电路154的列复位电路254。显示矩阵电路具有类似于上面参考图2所讨论的单元，并在图20A中更详细的示出。
众所周知，无论在小的或大的阵列中，如480×320和1280×1024，人们期望把显示器分区并独立驱动单个区域。另一个具有多通道驱动器的显示器的说明被在1997年9月30日递交的名为“用于照相机的彩色显示系统”，序列号为No.08/942,272的美国专利中请中描述，整个内容在这里通过引用而引入。
图11示出用于低电压视频的微型显示器的集成电路显示器管芯258，在低电压视频中视频从一侧，即图11上方，馈入显示器偶数列，而奇数列的视频被从另一侧馈入。显示器矩阵电路260、垂直移位寄存器120、水平移位控制器122、一对水平移位寄存器124和126以及多个传输门262被并入集成电路显示器管芯258。传输门262能用一对互补的N沟道1020和P沟道1022三极管来实现。
一对视频信号线264把模拟视频信号从一对数模放大器356传送到传输门262，这参考图39B被进一步讨论。传输门262由水平移位寄存器124和126控制。水平移位寄存器124和126由水平移位控制器122控制。水平移位寄存器选择两列，输入的视频信号把视频信号的比特或段发送到这两列。和图2和图10中所示的集成电路显示器管芯不同，一个在偶数列一个在奇数列的两个像素被同时写入。
显示器矩阵电路260具有多个类似于前面实施例的像素单元138。每个像素单元138具有晶体管140和像素电极142。像素电极142和对置电极144以及插入(置于二者之间)的液晶层146协同工作，形成用于产生图像的像素电容148，这在图20A中可以极佳地看出。
除了选择通过水平移位寄存器124接收信号的列，还要选择行。垂直移位寄存器120选择行。从垂直移位寄存器120引出的行线150被连接到每个晶体管140的栅极上以点亮该行像素。当一行的像素点亮，并且两列152分别被水平移位寄存器124或126选择，则这两个像素被选择，并且视频信号驱动液晶或使该像素单元的液晶得以弛豫。
与图2中所示的集成电路显示器管芯116不同，虽然仍存在两个水平移位寄存器和两条视频信号线，但每个视频信号线既接收视频信号也接收反相视频信号。信号每帧或每子帧被切换，被称为帧反相。此外，对置电极的电压(VCOM)像下面说明的那样每帧或每子帧被切换。集成电路显示器管芯也具有列复位电路154。在下面将会更详细说明的低电压视频(LVV)中，切换对置电极的电压并且在子帧开始时进行初始化。虽然向两个像素同时写入的集成电路显示器管芯258被和LVV一起讨论，但是两者并不彼此依存。
在一个优选实施例中，通过透过液晶146闪光或者从背面照亮液晶146观看微型显示器110上的图像。图12A、12B和12C示出了背光系统266。
图12A中示出了背光系统266的一个优选实施例相对于显示器110的分解视图。多个LED 270背光源被固定在电路板268上。最好是用三个LED提供三种颜色。具有LED 270的电路板268由背光外壳278支撑。在背光外壳278和显示器110之间，能够和散射器282一起选择性的使用亮度增强薄膜，如可从3M公司获得的“BEF”薄膜。如图12B和12C所示，电路板268固定于外壳278(原文为270)的第一侧，由散射器282在外壳278的第二侧上定义出背光有源区。
微型显示器110和背光系统266与透镜系统284连接。图13A是已装配的显示模块286的透视图。分解视图13B详细示出了系统286的单元。背光反射器被置于可用环氧树脂粘和剂或多个夹片288之一固定到显示器110上的背光外壳278上，显示器由显示器支架290支撑，支架290也能用来定义用户通过透明窗292看到的显示器有源区的可视边界。通常被视作透镜系统284的一部分的透明窗292由光学支架294支撑。此外光学支架294还夹持颜色校正单元296和透镜298。可选的第二透镜也能被安放在光学支架294上。
光学支架294被可滑动的安置在外壳单元300上。光学支架294带有的销钉302把支架294连接到环304上，以便环304的转动绕光轴306带动光学支架294。把环304夹持到外壳单元300上的支撑板308也固定显示器支架290，显示器支架290在图9中被称为模块218。如图13A和13B所示的已装配的显示器模块286的体积小于15立方厘米。
已装配的显示器模块286和诸如取景器外壳862的外部壳体紧密配合，如图43所示；或与这里描述的其他设备外壳配合，例如图41所示。这些小的高分辨率显示器需要放大以便被用户手持于距用户眼睛0.5英寸到10英寸的范围内时提供清晰的图像。
参考图14A，示出了用于放大微型显示器110的图像，由图13A和13B中所示光学支架294支撑的透镜298。对于对角线为0.24英寸的微型显示器QVGA(四分之一VGA 320×240)，在一个优选实施例中，透镜298具有大约30.4mm的外径和在光轴206处大约8mm的厚度314。透镜298具有内表面316，内表面316从显示器接收光并具有大约21.6mm的曲面直径。观察表面318具有大约22.4的直径320。透镜298的外部边缘322用于在光学支架294内支撑透镜298，并具有大约2mm的厚度324和大约4mm的半径328。虽然在一个优选实施例中，透镜298用丙稀制作，但是透镜298能采用聚合物材料或玻璃制造也是公知的。这样一个透镜的特定例子具有16度的视场和50mm的RED(眼睛间隙距离)。
图14B是另一个具有透镜298的已装配的显示器模块286的横截面视图。图14B中未示出的透镜298和透明窗292以及颜色校正单元296一起被夹持在光学支架294内。
背光外壳278具有三个LED 270。微型显示器110在置于支撑单元300和背光外壳278之间的模块218内。
图14C示出了另一个具有更大视场的1.25英寸直径透镜系统330的优选实施例。三个透镜单元332、334和336放大显示器110上的图像。
颜色校正单元296可能是透明模塑塑料开诺全息照片，它具有带有将相位校正引入入射光的环行台阶的波浪状表面。在优选实施例296的结构中，单透镜298被相邻于开诺全息照片、用于QVGA显示器110的颜色校正单元296放置，在图15中以厘米为单位示出该结构。开诺全息照片296能采用模塑丙稀材料制造，以形成一个对着透镜的凹陷表面296a。表面296a上可能有提高透射率的抗反射涂层。凹陷表面被划分为多个不同半径和宽度的区域。每个区域被表面的台阶分隔开。QVGA显示器最好具有150到300个区域，而640×480的显示器具有500到1000个区域。
用于彩色显示器的光学系统的其他实施例在1995年11月30日递交申请号为NO.08/565,058的美国专利申请中被说明，其整个内容在此通过引用被结合进来。关于用于彩色显示器的光学系统的附加细节在1997年11月10日由Jacobsen等递交的申请号为NO.08/565,058，名为“用于便携式通信系统的微型显示器”的美国专利申请中被说明，其整个内容在此通过引用被结合为一个整体。
在产生图像时，如下面更详细地说明的那样，液晶像素段的扭曲和非扭曲，以及背光系统266的LED 270需要被控制，LED270闪光以像下面说明的那样产生图像。此外，对于闪光，人们可能期望改变光强。
LED被生产后，对给定的电流，每批或每个LED的光强将会不同。在试图平衡红、蓝和绿三种LED的颜色时，一种技术是给每个LED连接一个电位器并调整以获取适当的色温平衡。
图16A是具有探测器342的背光系统340的横截面视图。背光系统340具有连接了电路板344和散射器282的背光外壳278。多个LED 270被连接到电路板344上。探测器342被置于电路板344的相反一面。孔径或玻璃杆346允许光从LED 270穿过电路板344到达探测器342。在一个优选实施例中，探测器342用硅制成。众所周知，能采用其他的可见光传感器，如光电阻材料。
图16B是控制LED 270的电流的电路348的示意图。电路348具有显示逻辑电路350，其通过选择LED 270的复用器352控制LED 270。在一个优选实施例中，复用器352是显示逻辑电路350的一部分。复用器352由显示逻辑电路350控制。下面参考微型显示器110进一步讨论显示逻辑电路350。
除了被连接到复用器352/LED 270，显示逻辑电路350还连接到存储器354。在一个优选实施例中，存储器是具有红、蓝、绿色LED 270的光强等级的预定值的24比特存储器。数模变换器356从存储器354接收数字值并产生代表光强等级的模拟信号。
亮度控制器362能被用于调整来自变换器356的模拟信号。在一个优选实施例中，亮度控制器362可能是位于变换器356的输出端的电位器。在另一个实施例中，亮度控制器可能被连接到变换器356的满刻度控制。
反馈控制电路358把来自探测器342的信号和来自变换器356或亮度控制器362的模拟亮度信号进行比较，并产生给LED电流驱动电路360的输出信号。反馈控制电路358调整其输出信号，以使探测器342测量的LED光强和由变换器356和亮度控制器362设定的光强值相符。在一个优选实施例中，LED电流驱动电路360使用晶体管366和电阻器368。
虽然在大多数环境下人们期望显示器越亮越好，特别是在明亮的日光下，但是存在某些希望降低显示器亮度的情况，使得使用显示器的人保持其夜间视觉，如在夜间的飞机或轮船上。
显示器的背光从正常模式转换为夜间或微光背景模式。在正常模式下，使用用于正常模式的LED，如用于单色显示器的单个的琥珀色或白色LED和用于彩色顺序显示器的红色、蓝色和绿色LED。
对于昼间操作，“白天”LED将打开以使显示器在日光环境下可读。如果环境亮度级下降，LED光强能够降低以提供具有观察起来舒适的亮度的图像。在具有微光背景的某些场所，要求降低LED光强度将导致关闭“白天”LED并打开“夜间”LED。显示器亮度的进一步降低将导致“夜间”LED光强降低，直到达到某个最小值或在某些场所该LED被关闭。参考图16B，背景光传感器369连接亮度控制器362以改变LED 270的光强。背景光传感器369还连接到显示逻辑电路350以便显示逻辑电路350能切换到单色“夜间”LED。
提高显示器亮度将与此相反，包括首先提高“夜间”LED亮度，直到某个“夜间”LED被关闭而“白天“LED被打开的交越点。进一步提高显示器亮度将仅仅提高“白天”LED亮度。
取决于微型显示器被放置的环境，“夜间”LED或者是红色LED或者是蓝绿色LED。尽管红色被认为对保持人的夜间视觉更好，但是使用夜间探测工具时，红色更容易被探测。
众所周知，夜间照明光源能或者从不发出红外或近红外频率的一类光源中选择，或者在夜间光源和剩余结构之间插入能去除红外或近红外频率的滤色器。
虽然光源的亮度、样式或颜色可能取决于背景光，但是背景光的级别一般不影响下面描述的彩色顺序处理。上面讨论了用于背光的电路。下面讨论控制显示器110的电路。
用于单色或彩色顺序显示器的显示器结构一般具有相同的像素栅距和尺寸。这和红、绿和蓝色均有独立像素的其他类型的彩色显示器不同。显示器的差别是光源而不是微型显示器110。在单色显示器中，需要单个光源，其中在彩色顺序显示器中有三个不同的光源(例如红、蓝和绿)。因为有三种不同颜色，每种均必须闪光以产生大多数图像，人们可能期望如下面所说明的那样保持LED打开或让发光二极管(LED)脉冲工作。
在顺序彩色显示器中，显示屏幕被扫描三次，每种原色一次。例如，为产生20Hz的彩色帧，必须用60Hz频率驱动有源矩阵。然而，为了降低闪烁，人们希望驱动有源矩阵具有每秒60帧的帧频，因为超过60Hz时，可见的闪烁被降低。在一个彩色显示器中，优选的帧频是最少每秒60帧，这导致每秒180子帧，因为每帧具有一个红色、一个蓝色和一个绿色子帧。和仅有一帧而非三个子帧的单色显示器不同，帧频可能更高，在一个优选实施例中，帧频是每秒72帧。故可知尽管用于彩色顺序显示的显示器实质上和用于单色显示的显示器类似，但子帧频实质上需要更快以取得彩色顺序中所期望的结果。
再次参考图2和图3，垂直移位寄存器120和水平移位寄存器124或126把图像扫描进有源矩阵显示器110，垂直移位寄存器120选择第一行，逐行递减；水平移位寄存器124或126逐列选择，直到整行都被写入。
在作为图2所示的集成电路显示器管芯116的优选模式的列反相模式中，每个像素单元138的视频在从信号高线132进入p沟道传输门128的视频和从信号低线132进入n沟道传输门130的反相视频之间切换。在每列中从视频到反相视频来回切换，防止在掩埋氧化物174和液晶146上形成DC电压。
当第一列完成后，垂直移位寄存器120垂直移位寄存器120选择第二行。这持续到最后一行被选择。水平移位寄存器124或126逐列选择，直到最后一行内的最后一列被写入。因此在第一个像素(即第一行，第一列)和最后一个像素(即最后一行，最后一列)被写入的时间之间有一个一定时间延迟。在一个优选实施例中，从写第一个像素到写最后一个像素之间的延迟大约是3毫秒。
如上面讨论微型显示器110的装配时表明的那样，液晶并不马上响应电压的变化。图17示出了液晶响应的延迟。液晶146的状态取决于一般称为VPIXEL370的像素电极142的电压和一般称为VCOM372的对置电极144的电压。如图17所示，在帧378内，开始时VPIXEL370等于VCOM372液晶上没有电压降，透过偏振器观察，液晶146是清澈的，如透明图所示。当VPIXEL370达到电压+V或-V 374时，液晶上有电压降或电压差；如帧380中所见，液晶被驱动变黑。
变化并非即时的，因为液晶要花一定时间旋转。这个时间是包括液晶类型和温度在内的几个因素的函数。所以电压被示出在切换，因为在像素上的电压被反相以防止在液晶上形成DC电压。
如果在达到稳定的黑色状态后，VPIXEL370被设置为VCOM372，液晶返回清澈状态。类似于从清澈到黑色到转变，这个变化也不是即时的。如帧382中所见，从黑色到清澈状态的变化要比液晶被从驱动变黑时用更长时间。图17表明，从黑色变清澈要比从清澈变黑色多花2.5倍的时间。在一个在室温下使用优选液晶的优选实施例中，驱动从白变黑的时间大约是4毫秒，而液晶用来变回白色的时间大约是10毫秒。
如上面所表明的，为了降低彩色显示器的闪烁，要求每秒180子帧或者每子帧小于6毫秒。因此在每秒180子帧，液晶无法在一个子帧内从黑色变为清澈。
图18A示出一个期望红色图像或像素的例子。上面的图示出了像素电极142的电压VPIXEL370。电压VPIXEL370被设置为使液晶处于弛豫以变清澈或者驱动液晶变黑的电压。人们期望当红色LED闪光时液晶清澈而在绿色或蓝色LED闪光时液晶是黑色或不透明的。因此，为了获得红色像素，像素电极142的电压VPIXEL370在和灯的红色闪光相关的子帧384中被设置为VCOM，而和绿色和蓝色闪光相关的子帧386中，被设置为另一个电压。对于具有每秒180子帧的微型显示器110，眼睛把红色闪光与黯淡的不透明周期混和起来，产生一个红色像素。
如果液晶在第一子帧384a中一开始是清澈的，它能在下一个绿色闪光相关的子帧386a中被驱动变黑。在接着的和蓝色闪光相关的子帧386b中，显示器电路继续驱动液晶变黑。当那个像素的显示器电路把该像素电极142的电压VPIXEL370设置为VCOM时，液晶被允许弛豫。然而，如图所示的液晶146并不在子帧384b完成前达到清澈状态。在图18A中所示图中，液晶仅变得大约百分之五十(50％)的清澈。在下一个子帧386c，即绿色子帧中，液晶146再次被驱动变黑。因此，此红色像素的液晶从不在闪光前达到其完全清澈状态。从来达不到最大的亮度或对比度。
对于彩色顺序显示器，即使在显示静态图像时，显示器也是动态的因为显示器正在顺序经过红色图像、绿色图像和蓝色图像。
再次参考图3，如果液晶具有足够快的响应来扭曲或不扭曲，或者子帧是更长的时间周期，如写入框末端所表示的，即使最后被写入的像素388也将在LED闪光前被置于最终位置。但是，液晶没有响应的足够快以允许设定如图18A所示的为防止闪烁所需的子帧或帧速度。因为像素被顺序写入，第一像素390先于最后一个像素388一定时间被写入(即，被驱动扭曲或允许弛豫)。在一个优选实施例中，写入第一个像素390和最后一个像素388之间的时间是大约3毫秒。
因此，与最后一个像素388相关的液晶146和与第一个像素390相关的液晶146在背光闪光之前不具有同样的响应时间。
因为在两个像素处的液晶扭曲不同，有不同量的光通过液晶，因此对比度、亮度、混色从显示器的一角到另一角可能变化。例如，如果一个显示器在第一个像素和最后一个像素处具有诸如黄色的中间色，则颜色将不会是同样的。
图18B示出了通过允许红色和绿色闪光而禁止蓝色闪光来产生黄色像素的一个例子。图18B说明，对于红色子帧和绿色子帧，视频信号把每个像素电极142的电压VPIXEL370设置为VCOM，对于蓝色子帧，设为另一个电压。因此，对于蓝色子帧，设置像素的视频以驱动像素变黑，对于红色和绿色子帧，允许它弛豫，如方波所表示的那样。图18B中的第一子帧392a，即蓝色子帧内，示出第一像素390和最后一个像素388的液晶均处于稳定的黑色状态。第一像素390在红色子帧394a的开始处接收其信号，并且液晶开始弛豫。最后一个像素388在一段时间以后接收其信号，并且液晶在那个时刻开始弛豫，在一个优选实施例中这段时间是3毫秒。当LED闪光时，与第一像素390和最后一个像素388相关的液晶146在向清澈的转变中处于不同的点，从而产生不同电平的红色。在图18B中所示实施例，下一个要闪光的颜色是绿色，因此与第一和最后像素390和388相关的像素电极142在向子帧396a转变中不改变电压。因此，与第一和最后像素390均相关的液晶继续变清澈。当为绿色的LED闪光时，两像素390和388的液晶处于向清澈转变的不同点上，因此有不同电平的绿色。此外，因为绿色闪光在红色闪光之后发生，液晶有更多时间转变，可视的绿色的量要大于可视的红色的量，从而导致泛绿的黄色。
仍参考图18B，下一子帧是蓝色子帧392b。像素390和388被驱动变黑。第一像素390再次在子帧开始处附近接收其信号，并且因为在一个优选实施例中，液晶用3毫秒变黑，故液晶146在蓝色LED闪光之前是黑色的。最后像素388在帧末尾附近接收其信号，并且当在蓝色LED闪光时仍在变黑。因此，子帧392b内的最后的像素388在黄色中泛蓝。
在下一帧，即下一红色子帧394b中，液晶146在弛豫，并逐渐变为清晰。最后的像素已经被在前面变黑，因此，在其变为清晰的时候，最后的像素将再次晚于第一像素。
图19A表示显示控制电路400，其用于实现LVV方法。该数字控制电路400从源端获取一幅图像并在微型显示器110上显示该图像。数字控制电路400具有在输404处接收图像数据的处理器402。处理器402通过时序控制电路410把数据发送到存储器406和/或闪存408。图像数据可能是多种格式，包括串行或并行数字数据、模拟RGB数据、混和数据或s-video。处理器402针对接收到的图像数据配置，这在技术上是公知的。在图19A中所示的优选实施例中，信号是数字的，或者在进入时序控制电路410前被转换为数字的。
时序控制电路410从处理器402接收时钟和控制信号。时序控制电路410既控制微型显示器110，也控制背光系统266。时序控制电路410沿着多条线411把控制信号发送给背光266。来自时序控制电路410的控制信号根据微型显示器110上的图像，控制LED 270的闪烁。LED 270闪光的时刻、持续时间和光强受到控制。
图像数据经数模变换器412，从时序控制电路410传送到微型显示器110。模拟图像数据/信号沿两条路径发送。路径之一使信号通过反相器412。模拟视频信号和反相模拟视频信号二者之一被馈入微型显示器110，由开关416切换每个子帧上的输入。此外，进入显示器110并被加于对置电极144上的的公共电压(VCOM)由开关418在两个值之间切换。用于切换给显示器的视频和VCOM的开关418和开关416由来自时序控制电路410的帧控制线420控制。
时序控制电路410沿线422和424向显示器110传送控制信号，如垂直启动脉冲、垂直时钟、水平启动脉冲和水平时钟。线428把就绪、复位、写入使能、输出使能、颜色使能、地址和数据信号引导到存储器406/408以控制向显示器110的图像帧传送。
结合图19A一起参考图19B，对置电极144的电压，即公共电压(VCOM)在两个电压之间切换。视频信号在实际视频信号和反相的之间切换。和前面每列的视频信号都反相的实施例中的列反相不同，在LVV中，视频信号只是每帧被反相。
在一个优选实施例中，VCOM在6伏特的视频高电压(VVH)和1.5伏特的视频低电压(VVL)之间切换。因此，VCOM在被称为VCOMHIGH的高电压VVH和被称为VCOMLOW的低电压VVL之间切换。视频信号电压在VVH和VVL之间波动。供电电压源(VDD)和供电电压漏(VEE)都从VVH和VVL偏离1.5伏特，即VDD是7.5伏特 VEE是0伏特。这些偏离或上端余量(净空间)提高了开启状态下像素晶体管的导电性并降低了关闭状态下像素晶体管的泄漏。
在VCOM为高，如帧432a中那样，实际视频信号被扫描或写434矩阵电路/微型显示器110。在允许液晶146向所期望的位置扭曲的剩余时间或延迟436之后，出现闪光周期438，其间LED背光266闪光以展示图像。
在下一帧，即子帧2,432b之前，VCOM变低。随着VCOM切换到低电压，刚刚被扫描的图像被擦除，因为像素上的电压变化了。然而，由于闪光周期438结束并且LED背光270不打开，看不到图像消失。
在帧432b中VCOM为低时，反相视频信号被扫描或写入434矩阵电路/微型显示器110。类似的，在剩余时间436之后，出现闪烁周期438，以展示刷新的或崭新的图像。
在下一帧432c之前，VCOM变高。随着VCOM切换到高电压VCOMhigh，已经被扫描的图像被擦除。伴随VCOMhigh，实际视频信号被写入434微型显示器110。出现延迟并且LED闪光。
图20A示出了像素单元138的示意图。像素单元138具有晶体管(TFT)140，视频通过晶体管(TFT)140馈入。晶体管(TFT)140由来自垂直移位寄存器120的信号控制。
存在容纳电荷的存储电容442，并且在一个优选实施例中，存储电容442连接到另一条行线150，即前一条行线(N-1)。此外，像素电极142附近的液晶146起到电容444的和电阻器446的作用。介于像素电极142和液晶146之间的掩埋氧化物174起到第二电容446的作用。具有公共电压VCOM的对置电极144如上面描述的那样来回切换。
如果显示器是彩色显示器，背光266的LED 270顺序地闪光不同的颜色。此外，三个屏幕扫描，每个彩色LED 270一个，包含一帧并且每帧、每子帧VCOM切换。
闪光开始前的延迟时间和闪光时间完全如图19B所示。但是，无论是延迟时间(液晶响应时间的延迟)还是闪光时间可能都取决于要闪光的特定颜色。延迟时间取决于和最后要写入的像素相关的液晶是否有充足时间扭曲以使特定颜色能被看到。闪光持续时间，或闪光必须被终止的点，取决于和下一帧要写入的第一个像素相关的液晶是否已经充分地扭曲以便来自背光的光对观察者可见。
如图19A所示，取决于要闪光的颜色，时序控制电路410能改变闪光持续时间和延迟或响应时间。此外，背光266的电流也能被改变以调整该颜色的光强。如果希望，颜色控制线520能被增加到时序控制电路410上以允许用户改变颜色。
在一个优选实施例中，VCOM每5到6毫秒波动一次。写入/扫描图像大约用3毫秒。LED闪光时间周期大约0.5毫秒。从写入最后一个像素到大约0.5毫秒的闪光之间有一个等待周期，如图19B所表示的那样。众所周知，取决于要闪光的LED颜色，人们可能期望在LED闪光之前改变延迟时间或改变LED闪光的长度。
以更小的存储电容写入需要更少的时间，因此可以采用更小的像素TFT。如果液晶有足够快的响应，存储电容(器)能够被消除，并且液晶电容变成存储电容。此外，如果没有存储电容，则孔径有可能更大。具有更大的孔径和提高的孔径比，对于相同的背光周期，图像将更明亮，或对于同样的图像亮度，所用的总功率被降低。
参考图20B，示出了图19A的显示器控制电路的一部分和一个像素138的放大的示意图。像素138由通过打开传输门262选择列152的水平移位寄存器124和选择行150的垂直移位寄存器120充电。视频被写入该像素并且液晶开始扭曲并且视觉上变得透明。在这个显示器被写入之后并且在LED闪光前已经有一个延迟，VCOM即对置电极144的电压被帧控制电路420从高切换到低或者恰好相反。同时，视频信号被从实际视频切换到反相视频或者恰好相反，这样下一帧的视频将被切换。
液晶能够扭曲以变得或者视觉上透明或者视觉上不透明。偏振器的取向影响液晶是否被驱动变白、透明或黑暗、不透明。
参考图21，顶部的图452示出了每帧对置电极电压VCOM的切换。在一个优选实施例中，电压在6伏特和1.5伏特之间切换。复位VCOM改变了像素138的参考电压。
第二条线454示出了在实际视频和反相视频信号之间切换的视频信号。视频信号从代表清澈的电压变化为代表黑色的电压。在一个优选实施例中，当VCOM是低电压1.5伏特时，清澈的电压将等于VCOM，1.5伏特，并且在一个优选实施例中，黑色的电压是6伏特。第二条线代表偏离VCOM电压4.5伏特电压的黑色的视频信号。
图21中间的两条线在一个特定像素单元中的电压偏离。两条线中，上面的456示出写为黑色的像素而下面的线458示被写为清澈的相同的像素。
参考第三条线456，像素开始时是清澈的，即在像素电极和对置电极之间的电压偏移是零。当针对该像素选择了适当的行和列之后，像素电极电压被设置为偏移VCOM4.5伏特，即1.5伏特，其中在一个实施例中，VCOM是6伏特。液晶开始被驱动到黯淡的位置。在一定时间段之后，像素已经被写入并且LED被闪光。当VCOM被从6伏特切换到1.5伏特时，如第一条线452所表示的，该像素电极的偏移从4.5变到零，从而导致液晶回清澈方向。当视频信号再次被写入像素以驱动它变黑时，该视频信号再次偏移4.5伏特，但是在这种情况下它是6伏特的视频信号。一定时间段后发生LED闪光。VCOM再次从1.5伏特跳到6伏特，像素电极和对置电极之间的偏移回复到零，并且液晶开始弛豫回清澈。这个模式连续重复。
参考图21中的示出被写为清澈的像素的第四条线，像素开始时是黑色的，VCOM和视频之间的电压偏移是4.5。当像素电极被写为清澈时，VCOM和像素电极之间的偏移变为零，并且液晶开始向着清澈位置旋转一定时间段之后，LED闪光。当对置电极的电压被从6伏特切换到4.5伏特时，像素电极之间的偏移从零变为4.5伏特，并且液晶开始被驱动变黑。当接着像素电极被写入时，像素电极的电压被设置为1.5伏特，和对置电极电压和零偏移电压相等，从而液晶开始弛豫回清澈状态。一定时间段之后，LED被闪光。当对置电极的电压接着被从1.5伏特切换到6伏特时，像素电极之间的偏移再次从零变为4.5伏特，并且和该像素相关的液晶被向黑色驱动。当该像素的视频信号被写为白色，电压被设置为6伏特，并且像素电极之间的偏移为零，并且液晶开始弛豫回清澈位置。这个模式连续重复。
图21中的第五条线460代表像素的视频信号。为了简单和清晰，整个帧的视频信号恒定，尽管仅在和像素有关的时间周期的视频信号是相关的。第一子帧464a，视频信号将驱动液晶变黑，从而信号电压偏离VCOM或1.5伏特4.5伏特。在下一个子帧464b中，要写入的信号是清澈，从而电压被设置为VCOM电压，由于VCOM再次为1.5，故电压仍是1.5伏特，因为VCOM已经被切换到1.5伏特。第三子帧464c，视频再次被设置为清澈，但是，因为VCOM已经被从6伏特切换到1.5伏特，视频信号同样的从1.5伏特跳到或转换为6伏特，从而偏移被保持为零。在所示的第四子帧464d中，视频信号被写入，以便像素变回黑色，从而在一个优选实施例中，视频需要从VCOM电压偏移4.5伏特，并且在这个子帧内VCOM是1.5伏特，而且视频被设置为6伏特。
第六条，即底部的线462示出用来自上面的线460的视频在由虚的垂直线472指示的适当位置写入的像素的视频。视频像素开始时偏离对置电极电压零伏特，直到对置电极被写入黑色，从而添加4.5伏特的偏移。和像素138相关的液晶被驱动、扭曲变黑。闪光由虚的垂直线474指示。但是，因为像素电极已经被驱动，所以液晶已经转动到黑色，故看不到红色闪光。在对置电极从6伏特切换到1.5伏特之后，像素开始弛豫到清澈，因为对置电极和像素之间的电压偏移是零。在像素电极被写入之后，它被写为清澈，但是电压已经有了零偏移，所以没有变化。当子帧464b出现闪光时，因为液晶已经转动到清澈位置，在该像素看到绿色闪光。
在对置电极在子帧464c的开始处从6伏特切换到1.5伏特之后，像素电极的电压和对置电极之间的偏移是4.5伏特，从而液晶开始被驱动到黑色状态。当像素电极被写为清澈(白色)，像素电极的电压被设置为6伏特，其中相对该电压和对置电极的偏移是零，并且液晶开始弛豫回清澈。当闪光发生时，液晶已经在向清澈状态运动并且看到蓝色LED光。
在对置电极在下一子帧466a的开始处从6伏特切换到1.5伏特之后，对置电极和像素电极之间的偏移是4.5伏特，并且液晶开始被驱动变黑。当像素电极再次被写为黑色状态，像素电极的电压不变化，从而当闪光发生时，液晶阻挡光线并且看不到红色LED，从而能看到绿色和蓝色灯发出蓝绿色。
类似于在图18B中所示，图22示出通过在每个子帧之后切换对置电极144的电压，对于第一个和最后一个像素产生黄色的像素。尽管把一帧称为红色、绿色和蓝色子帧，但是第一个闪光的颜色以及顺序仅仅是一种偏好。该像素的视频被设置为对于蓝色子帧468b驱动像素变黑，对于红色子帧438r和绿色子帧允许其弛豫，如方波所表示的。在图22的第一个子帧，即子帧468b中，示出第一个和最后一个像素的液晶都处于稳定的黑色状态。第一像素390在红色子帧开始处接收其信号，并且液晶开始弛豫。最后一个像素384在一段时间后接收其信号，这段时间在一个优选实施例中是3毫秒，并且液晶在那个时间开始弛豫。当红色LED闪光时，与第一个像素和最后一个像素相关的液晶处于向清澈状态转换的不同点上，从而产生了如图18B所示的不同电平的红色。但是，和前面的实施例不同，对置电极电压的切换把清澈的像素重置为黑色。这由红色子帧468r和绿色子帧468g之间的下降沿表示。
下一个要闪光的颜色是绿色。第一个像素在绿色子帧468g开始处接收其信号，并且液晶开始弛豫。最后一个像素在一段时间后接收其信号，这段时间在一个优选实施例中是3毫秒，并且液晶在那个时间开始弛豫。当绿色LED闪光时，两个像素的液晶处于向清澈状态转换的不同点上，从而产生不同电平的绿色。但是，和前面的实施例不同，和红色LED相比，在绿色LED闪光之前，液晶没有更多的时间转换，因为对置电极的电压每帧都切换。所以色更一致，因为第一个和最后一个像素都具有同样的红绿颜色比例。
仍参考图22，下一帧是蓝色子帧468b。通过切换对置电极电压VCOM，像素被驱动变黑，如绿色子帧438g和蓝色子帧468b之间的斜坡所表示的。和先前的实施例不同，第一像素390和最后一个像素388均同时通过切换加到对置电极电压被驱动变黑。当独立的像素被写入时，该像素被写为黑色，因此没有变化。因此当蓝色LED闪光时，最后一个像素388并非正在转变。随着切换加到对置电极的电压VCOM，尽管从上到下仍有不同的亮度，但是颜色一致了。
在另一个实施例中，对于一个新的LVV显示器，每个像素单元138的存储电容422被连接到黑色矩阵190而非先前的行线150。利用连接到黑色矩阵190的存储电容422，微型显示器110能自顶向下或自底向上前进。因为视频数据被数字化存储，视频也能被自顶向下的扫描，然后自底向上的扫描以对整个图像平均出写入和闪光之间的时间。
为取得好的色彩纯度，液晶在稳定阶段之前或稳定阶段期间必须完成其向适当状态的转换，如图23A所示。否则，液晶状态受到前一个子帧的液晶的位置、状态的影响(例如，绿色闪光将取决于其在红色阶段的状态)。“偏色”效应首先在液晶的底部出现，因为那些像素在写入阶段472期间是最后被更新的。
如上面所指出的，LVV(低压视频)是切换加到对置电极144上的电压和下面所讨论的初始化的结合产物。
初始化发生在把图像写到显示器前。初始化阶段(Init)478恰好在写入阶段472之前，如图23A所示。在该实施例中，初始化阶段478利用了液晶从黑变白和从白变黑的转换时间不同的事实。在一个从黑变白的较慢的优选实施例中，通过在背光闪光之后把加到像素的电压VPIXEL设置成和对置电极电压VCOM相同，所有的像素在半帧开始处被初始到白色状态，这被称为初始化。
在一个优选实施例中，奇数列首先被设置成VCOM，随后偶数列被设置为VCOM。随着像素电极被设置为VCOM，如果和像素相关的液晶处于某个其他状态，则液晶开始弛豫到清澈状态。这给了那些要被写为清澈(白色)像素的像素一个头启动，以使稳定状态476只需要和较快的从白变黑转换时间一样长。(众所周知，最佳的初始化将取决于诸如液晶化学性质、对齐以及晶格配合的细节，并且对于一个给定显示器，初始化为黑色、清澈或者中间灰度级也许更佳。)
一旦加到像素电极的电压VPIXEL在初始化阶段478被复位为VCOM，写入阶段472启动并且第一像素接收其信号并开始转换。每个像素均接收其信号直到最后一个像素接收其信号。和每个像素相关的液晶在弛豫、旋转到清澈状态，直到特定像素收到其信号。第一像素将占用写入周期的大多数以获得其期望的位置并且像素初始化到VCOM将有最小的影响。但是，最后收到其信号的像素在收到其信号之前将是清澈或接近清澈的。如上面指出的那样，驱动变黑比弛豫变白(清澈)用的时间少。因此，随着最后一个像素变清澈，驱动变黑的响应时间要比假如像素是黑色并需要弛豫到清澈的时间要快。
驱动电子线路很快地更新阵列内所有像素。首先，数据扫描器把所有列线驱动到合适的初始化电压。初始化开关482和每一列相连。图23B示出了用p沟道MOS晶体管实现的开关。众所周知，n沟道晶体管、互补MOS对或其他配置能被采用。其次，选择扫描器484像涉及电源关闭复位电路所描述的那样同时选择多行。控制逻辑被修改以支持初始化操作。在电源关闭复位时，列全部被设置为VDD，和初始化阶段478的初始化电压不同。
根据本发明，我们称为低压视频(LVV)的优选实施例通过克服几个上面所讨论的图像质量问题改善了图像。图11示出用于LVV显示器的集成电路显示器管芯258。
众所周知，切换加到对置电极的电压VCOM或初始化能各自完成或联合完成。但是，在LVV(低压视频)中，无论切换加到对置电极的电压还是初始化均被完成。联合使更低的电压得以实现并且利用驱动变黑的响应时间比驱动从黑变白的要快。
图23C示出一个LVV微型显示器，该显示器既切换加到对置电极的电压，也把像素初始化为清澈。和图21不同，但类似于图22，讨论第一个和最后一个像素。顶部的两个图452和454和图21顶部的两个图类似。
顶部的图452示出每帧都切换加到对置电极144的电压VCOM。在一个优选实施例中，电压在6伏特和1.5伏特之间切换。第二条线454示出在视频和反相视频信号之间切换的视频信号。视频信号从代表清澈的电压变化到代表黑色的电压。第二条线454代表偏离VCOM电压4.5伏特的黑色视频信号。
图23C的第三条线460和图21中的第五条线类似，代表像素的视频信号。为了简洁和清晰起见，整个帧视频信号被示作恒定的，尽管只在和该像素有关的时间周期是相关的。
此外，尽管视频信号被示为或者全黑或者全清澈，但是众所周知，视频信号可能是介于中间的电平。例如，如果视频信号的电压采用优选实施例电压，为4伏特，则视频处于清澈和黑色之间的梯度，导致梯度或灰度级。
在第三条线460的第一子帧486r中，视频信号处于驱动液晶变黑的电平，从而信号电压是1.5伏特，偏离VCOM4.5伏特。在下一个子帧486g中，要写入的是清澈的信号，从而电压被设置为VCOM电压；电压再次为1.5伏特，因为VCOM已经被设置为1.5伏特。第三子帧486b中，信号再次被设置成清澈，然而，因为VCOM已经从1.5伏特切换到6伏特，视频信号同样地从1.5伏特跳到或反相为6伏特，以使偏移被保持为零。在所示的第四子帧中，视频信号被写入以使像素将变回黑色，从而在一个优选实施例中，视频需要偏离VCOM4.5伏特；在这个子帧中VCOM是1.5伏特并且视频被设置为6伏特。
第四条线490和第五条线492示出像素的视频，其使用来自第三条线460的在各自的时间被写入像素的视频。第四条线490示出对第一像素390的写入，像素390在微型显示器110中被写入。第五条线492示出对最后一个像素388的写入，像素388在微型显示器110中被写入。
两个像素均被写为黑色，从而引起4.5伏特的偏移。像素TL388在一段时间T1之后被写入。在一个优选实施例中，写入第一个像素390和写入最后一个像素388之间的延迟是4.2毫秒，在这期间所有介于其中的像素被写入。
第六条线494和第七条线496分别示出和第一个像素单元(T1)和最后一个像素单元(TL)相关的液晶的位置。闪光由虚线表示。但是，因为像素电极已经被驱动，故液晶已经旋转到黑色，如在第六条线494和第七条线496中所见，看不到红色闪光。
对于第四条线490和第五条线492，当对置电极从6伏电压转换为1.5伏进入子帧486g时，电压在对置电极之间抵消，VPIXEL为0，液晶开始变为清晰，如同在第六条线和第七条线那样。
因为切换加到对置电极的电压把像素电极设置成代表清澈的电压，初始化不改变像素电极或液晶的转换。在像素电极被写入之后，它被写成清澈，类似于初始化的作用，由于电压已经具有零偏移，故没有变化。当发生闪光474时，由于液晶已经旋转到清澈位置，如第六条线494和第七条线496中所示，在这些像素上看到绿色闪光。
在下一个子帧486b中，在对置电极从1.5伏特切换到6伏特之后，如图23C中的第一条线452所示，像素电极和对置电极之间电压的偏移是4.5伏特，故液晶开始被驱动到黑色状态，如在第四条线490和第五条线492向下的线所示。如在线494和496中所见，液晶开始向着黑色旋转。但是，切换加到对置电极的电压之后很快所有的像素被初始化到清澈位置/电压，如在第四条线和第五条线中向下的线所见。液晶开始弛豫回清澈状态，如第六和第七条线494和496所示。在一个优选实施例中，初始化在切换加到对置电极上的电压之后少于100毫秒内发生。
在两个像素电极被写入之后，像素被写为清澈，但是，因为电压已经是零偏移，像素电极的电压没有变化。液晶继续弛豫回清澈状态，如在针对像素T1的第六条线494中所示，或者如同在第五条线492和第七条线494所见的最后一个像素388将被写入的那样，仍保留在适当状态。当发生闪光时，像素T1和TL的液晶已经稳定为清澈状态，如图23C中第六条线494和第七跳线496所见，并且看到蓝色LED的光。
在下一个子帧488r中，在对置电极被从6伏特切换回1.5伏特之后，对置电极和像素电极之间的偏移是4.5伏特，如第四条线490和第五条线492中向下的线所示，并且液晶开始被向黑色状态驱动，如第六条线494和第七条线496中向下的斜线所示。
然而，切换加到对置电极的电压之后不久，所有的像素被初始化到清澈位置/电压，如在第四条线490和第五条线492中向下的线所见。液晶开始弛豫回清澈状态，如在第六和第七条线494和496中所见。
第一个像素T1的液晶在像素被写入498之前不完全返回清澈位置，如在图23C的第六条线494所见。对像素T1的写入把像素电极设置为偏离1.5伏特的对置电极电压4.5伏特，分别如第四条线和第五条线所示。把像素电极设置为表示黑色的电压导致液晶旋转到黑色。
最后一个像素TL的液晶在像素被写入500之前彻底返回清澈位置，如在第七条线496中所见。在子帧488r中把像素T1写为黑色，如第五条线492所示，导致液晶旋转到黑色。因为不同于弛豫回清澈，液晶能被很快的驱动为黑色，和最后一个像素TL以及第一个像素390 T1相关的液晶在红色LED闪光之前处于适当的位置。但是，因为液晶已经旋转到黑色，看不到红色闪光。
此过程持续。和先前的实施例不同，因为每个像素电极被设置为零偏移，这导致液晶向清澈旋转。当图像被写入像素时，液晶或者清澈或者在向清澈运动。因为在写入最后一个像素TL和闪光之间的一定时间内液晶能被从清澈驱动到黑色，所以当发生闪光时，液晶或者处于或者非常临近所期望的状态。这导致颜色更具有一致性并且对比度和亮度均超过先前的实施例。
在LVV中，切换加到对置电极的电压使降低了的电压范围得以实现。初始化允许和每个像素相关的液晶弛豫、旋转到清澈状态，直到该像素接收其信号。第一像素将占用写入周期的大多数以获得其期望的位置并且像素初始化到VCOM将有最小的影响。但是，最后收到其信号的像素在收到其信号之前将是清澈或接近清澈的。如上面指出的那样，在所讨论的实施例中，驱动变黑比弛豫清澈(白色)用的时间少。因此，随着最后一个像素变清澈，驱动变黑的响应时间比假如像素是黑色并需要弛豫到清澈的时间要快。(众所周知，最佳的初始化将取决于诸如液晶化学性质、对齐以及晶格配合的细节，并且对于一个给定显示器，初始化为黑色、清澈或者中间灰度级也许更佳。)
在一个优选实施例中，写入每个子帧耗时4.2毫秒。稳定、闪光、切换加到对置电极的电压的LVV以及初始化共用1.3毫秒。在一个优选实施例中，在闪光开始之前，稳定时间大约为1.0毫秒。尽管闪光能被扩展到下一帧的写入的开始处，因为LVV通过开始转换液晶影响像素，故闪光的结束需要以LVV的开始为基础。然而，LVV的使用导致更短的稳定时间要求。
在另一个和图11中的管芯相关的实施例中，写入每个子帧耗时1.64毫秒。稳定、闪光、切换加到对置电极的电压的LVV以及初始化共用3.92毫秒。在一个优选实施例中，在闪光开始之前，稳定时间大约为1.0毫秒。
参考图24，在正常运行中，像素电压在波动。如图20A所示，在点(VA)处，掩埋氧化物和液晶之间的电压通常跟随像素电压，但是因掩埋氧化物上的降落和液晶电阻(RLC)所致的降落，所以要低一些。当电源关闭时，VDD降到零。像素电压(VPIX)不能通过p沟道TFT放电并下降。耦合到VPIX的VA也同样地下降。如果经过充分长时间，因RLC所致，VA将回到零。
但是，如果电源先于自然放电时间被加回到显示器上，一部分图像能被看到几秒钟。当有电源时，VPIX变成正的，并且由于VA被耦合，它向上变成正的并产生黑色图像。因RLC所致，VA在几分钟内恢复正常。即使切换加到对置电极的电压图像被保留的原因和初始化涉及掩埋氧化物的固有电容。掩埋氧化物没有相关的固有电容并且像素的电压偏移导致DC累积。DC累积最终将由于RLC而下降。
图25示出显示器电路。在这个实施例中，数字电路506用于控制彩色顺序显示器运行。处理器402在404接收串行数字图像数据，并把显示数据经时序控制电路410发送到存储器406。时序控制电路410从处理器402接收时钟和控制信号，并把控制信号沿着线411和422分别传送到背光266和微型显示器110。线428把就绪、复位、写入使能、输出使能、颜色使能、地址和数据信号导入存储器，以控制图像帧向显示器110传送。
模拟比较器508实时采样主电源电压。当电压下降到低于开动电路再加上某个由参考510设置的余量的电平时，复位信号(PDR*)被置为低。收到PDR*信号后，显示电路将把VDD加到所有的列线上，并激活所有行线，见图2。通常的时序将持续两个周期或更多，从而顺序激活所有的偶数和奇数行。这将列线上的VDD信号通过时钟加到每个像素上。
再次参考图20A，VDD也将对像素存储电容442充电。如前面所指出的那样，在一个优选实施例中，存储电容442被连接到前一行线150。通过激活所有的偶数行(即将其驱动为低)而非奇数行(即保持为高)线，偶数行的存储电容442将被放电到零伏。(VDD是逻辑电平的高)。在下个周期，奇数行存储电容将被放电。因为存储电容比像素电容大几倍，存储电容上的电压将把像素电容放电到零伏特。在此时刻，显示器能被去除能量，在存储电容或像素电容上均不残留任何电荷。
图26示出一个时序图。在T1时刻系统电源被关闭，并且当逻辑在旁路电容激励下继续运行时被作为标准的放电来示出。在T2时刻，比较器检测阈值电压电平并把PDR*信号置为低。T3之后不需要附加的逻辑或者信号，并且电源被允许随机放电。电源关闭复位以上面讨论的包括列反相和切换加到对置电极的电压VCOM的模式工作。
如上面指出的，显示器的温度，特别是液晶的温度影响显示器的响应和性质。
再次参考图19A，显示电路有一条附加线，从显示器110延伸到时序控制电路410的温度传感器线512。有源矩阵包括多个排列成行和列的像素。热量最好遍及液晶材料充分均匀低地吸收。但是，由于正被显示的图像的性质和显示器及加热器的几何结构和环境条件，可能会有局部温度变化。温度传感器能被遍布有源矩阵区域分布，该区域包括有源矩阵的周围，含拐角以及置于有源矩阵中心附近的区域。温度传感器的使用在1994年12月27日递交的序列号为NO.08/364,070的美国专利申请中被说明，并在这里通过引证而合并于本文。在图27A中的显示器的拐角处示出了温度传感器512。如上面指出的，温度传感器能够遍布有源矩阵区域分布。
液晶材料的性质受到液晶温度的影响，这样的一个例子是扭曲向列液晶材料的扭曲时间，其在液晶材料温暖时较短。通过了解液晶温度，时序控制电路410能够设置背光266闪光的时刻及持续时间，从而获得期望的亮度并将功耗最小化。
再次参考图20B，在正常运行中，垂直移位寄存器120只启动一行，故当水平移位寄存器124逐列移动时只有一个像素受到影响。当一行的最后一个像素被寻址之后，垂直移位寄存器120切换活动的列。显示器110能被置于加热模式，其中每一行150被点亮并且在行上有产生热量的电压降。在图20B所示的实施例中，每一行线的末端516被连接到VDD，并且靠近移位寄存器的一端被驱动变低，因此产生了跨越每条线的电压差。热量以P＝V2/R的速率产生，其中R是行线的并联电阻，V是沿行线的电压差。在正常运行中，只有被选择的包括要被驱动变低的像素的行产生热量，而不是整个显示器。
再次参考图19B，随着公共电压(VCOM)变高，实际视频信号被扫描进矩阵电路。在一个使得液晶得以扭曲到位的延迟之后，LED背光266闪光以展示图像。在下一屏或子帧前，出现加热周期518，其中所有的行线被驱动以至于沿着行有电压差。当VCOM和视频分别由帧控制线420切换和反相时会出现热量，如图19A所示。图19B示出每个子帧之后的加热周期518，但是加热周期的数量和时间可能取决于由温度传感器51确定的液晶温度。在寒冷环境中，数字电路可能具有加温周期，其中加热器在第一次写屏之前打开。
参考图27A，示出显示器110和数模变换器412的示意图。显示器具有垂直移位寄存器120、水平移位寄存器124和类似于图20B中所示的开关262。此外，和图20B不同，图27A示出加热门522。
参考图27B，对具有p沟道TFT的像素，加热门522具有一系列n沟道TFT。通常当写入显示器时，只有被写入的行是开启的(V＝0)。当不写入显示器时，所有的行是VDD。当n沟道TFT打开，通过把VDD施加到行线150，导致电流从和垂直移位寄存器170相关的反相器通过该行流到n沟道TFT，并且热量沿着整条线耗散。源极被连接到为零的VSS。还众所周知，显示器110可能在典型阵列之外具有几个额外协助均匀加热的行。
同样，对于具有n沟道TFT的像素，参考图27C，热门522具有一系列p沟道TFT。通常当写入显示器时，只有被写入的行是开启的(V＝VDD)。当不写入显示器时，所有的行近似是零伏特。当通过把该门设置为零(0)伏特打开p沟道TFT时，在VDD行上有电压降。
众所周知，包括切换加到对置电极的电压和的LVV(低压视频)和上面讨论的显示器的加热能独立使用。加热能被引入参考图2描述的实施例。虽然内部加热器更佳，但是众所周知，独立的加热器能与温度传感器一起使用。
在图27B和27C所示的实施例中，当电流通过行线150流过产生热量时，在显示器上产生DC电压降ΔV。取决于加热周期的长度和频率，能建立一个影响显示器性能的直流电场。图27D中示出的另一个实施例切换行线150内的电流方向以减小或消除直流电场。
仍参考图27D，在也称为垂直移位寄存器的选择扫描器120和行线150之间，显示器具有两输入AND(与门)门526，AND的两输入端之一的输入来自选择扫描器120。另一端是加热信号HEAT1*528。每条行线150的另一侧被连接到两个晶体管的漏极，两个晶体管是n沟道TFT 530和p沟道TFT 532。每个p沟道TFT的栅极被连接到HEAT1*，528。每个n沟道TFT的栅极被连接到第二加热信号HEAT2，534。
两个加热信号HEAT1*，528和HEAT2，534在正常的显示器运行中分别被保持为HIGH和LOW。当HEAT1*给定(LOW)时，每条行线150选择扫描器的一侧被驱动变低而右侧被拉高。在这种情况下，如图所示，电流自右向左流。或者HEAT2给定(HIGH)并且右侧被拉低且电流自左向右流。HEAT1*和HEAT2加热周期的切换帮助平衡液晶可能被置于其中的任何电场中的DC成份。
对上面的实施例，其他穿过有源区域延伸的线，即列线，不被驱动到设定的电压。在另一个实施例中，列复位电路154在加热周期中把所有的列驱动到已知电压以提高图像的一致性。众所周知，列线和额外增加的线也能被用于加热。
参考图27E，大多数更大一些的显示器采用一对位于阵列相对两侧的选择扫描器536来把视频信号驱动到像素单元。在1997年9月30日递交的序列号为No.08/942,272的美国专利申请中描述了双选择扫描器更详细解释，该专利整个内容在这里通过引证而合并于本文。
具有选择扫描器对536的显示器在每条行线150的每一端都具有两输入AND门526。在显示器的一侧，HEAT1*528被连接到AND门526的一个输入，在显示器的另一侧，HEAT2*534被连接到AND门的一个输入。
另一个具有AND门的实施例在选择扫描器内具有等同的逻辑。
测量液晶显示器的温度要求额外的模拟电路，这增加了显示器电路的复杂性。众所周知，最终想要的是液晶的运行特性而非实际温度。因此，液晶的电容，进行液晶电容的电测量而非温度测量，以便确定是否需要加热。这样，能够响应液晶传感器启动加热器，该液晶传感器响应液晶的光学或电学性质图27F示出置于用户可见的有源显示器112之外的液晶响应时间传感器538。该液晶响应时间传感器具有多个仿真像素540和一个传感放大器542，在如图27G所示优选实施例中为8个像素。仿真像素不需要和有源区域内的是同样大小。在一个优选实施例中，仿真像素被作的足够大以控制微型显示器约束区域内的寄生电容效应。
八个像素被两个四仿真像素的组。像素的电压被驱动到VHB(高黑色)、VW(白色)和VLB(低黑色)。在一个优选实施例中，在一个组中，两个像素被驱动到VLB，并且其他像素被置为VW。另一组中，两个像素被驱动到VLB，并且一个像素为VHB，其他像素被置为VW。液晶被给予一个比预期的响应时间长的多的时间周期，以使得液晶电容得以稳定。在一个优选实施例中，该时间周期可能超过5毫秒。
当电容稳定后，每一组中两个同样的电压仿真像素被置为VW。因此在第一组中，两个具有VHB的像素被置为VW，在另一组中，两个具有VLB的像素被置为VW，像素保持此电压一定时间，即要检查的响应周期时间。在一个优选实施例中，时间周期可能在1到3毫秒的范围内。
该时间周期后，刚被置为VW的那些像素被设置回先前的设置。因此，在第一组中，两个像素被置为VLB，在第二组内，两个像素被置为VHB。剩余的具有VW电压的像素被置为其他的黑色电压设置(即VLB、VHB)。因此每个组具有两个被置为VHB的像素和两个被置为VLB的像素。
对要充电的像素，这个状态被保持足够长的时间，但不致于使液晶开始转变并且电容发生变化。在一个优选实施例中，这个时间周期大约为1毫秒。
在最后的感光阶段，从仿真像素上移去驱动电压，并且每个组内的四个仿真像素被短接在一起以允许共享电荷。感光放大器测量由下面的方程给定的电压ΔVΔV=(V+-V-)=(VHB-VLB)(CM-CG)(CM+CF)]]>
其中CB＝黑色电容；CW＝白色电容；CM＝要测量的电容；并且2CG＝(CB+CW)。
ΔV的符号表明CM是否大于或小于CG。如果ΔV为正，则CM比CG大，并且仿真像素从黑色到白色的转变已经完成少于一半。也就是说，响应时间大于被检查的周期。负的ΔV表明响应时间比被检查的周期快。
上面讨论的优选实施例测量非工作时间(从黑到白)的转换时间，因为这通常比工作时间的慢。众所周知，上面描述的方法能很容易的移植到工作时间测量。
除了具有响应时间传感器以外，一个优选实施例的显示器具有确定液晶是否正接近液晶的特征清澈温度的传感器。清澈温度传感器同样被置于有源显示区域之外。当液晶接近其特征清澈温度时，白色像素和黑色像素的电容合并。
和响应时间传感器不同，特征清澈温度传感器不具有同样大小的像素。传感器具有两组仿真像素，其中每组具有一对像素。每对中两个像素的面积相差一个因子α，其中选择α以和感兴趣的温度下液晶黑色状态和白色状态电容的已知比例相匹配。在每一组中，较大像素的电压被置为VW，在一组中α倍像素电压为VHB，在另一组中为VLB。和响应时间类似，液晶被给予一个比预期响应时间长的多的时间周期，以使得液晶的电容得以稳定。在一个优选实施例中，时间周期可能超过5毫秒。
下一步是把具有VW电压的那些像素预充电到使得每组具有一个像素处于VHB而另一个处于VLB的电压。这个状态对要充电的像素保持足够长的时间，但不致长到液晶开始转变并且电容发生变化。在一个优选实施例中，这个时间周期大约为1毫秒。
在最后的感光阶段，从仿真像素上移去驱动电压，并且每个组内的四个仿真像素被短接在一起以允许共享电荷。感光放大器测量由下面的方程给定的电压ΔVΔV=VHB-VLBαCB+CM(αCB-CW)]]>ΔV的符号表明CM比CB的比值是否大于或小于α。如果ΔV为负，则比值(CM/CB)大于α，这表示液晶接近其清澈温度。
另一种清澈传感器的设计采用单个仿真像素，该像素具有驱动其变黑或变白的电路。仿真像素把输出具有和仿真像素电容成反比频率的信号的振荡器电路作为仿真像素的负载。比值CM/CB和在黑色和白色(清澈)状态下测量的频率比值fB/fW相等。
液晶被期望的优点之一是长的时间常数，这使得在某些情况下允许保持图像而不必刷新。采用CMOS技术的单晶硅提供具有极低漏电流的电路。同高质量的液晶(LC)材料结合，电路的低漏电和液晶的极高的电阻能产生长的时间常数。这些时间常数可能是几分钟的量级。因此，依靠在电源关闭期间扫描电路停止工作的点，能保持残留的图像。
和数码相机不同，数字移动电话和其他接收数字数据并/或是嵌入式存储器应用设备，其中视频信号被相当好的控制，来自诸如便携式摄像机的视频设备的信号没有被很好的控制，特别是在快扫描时。
此外，数字设备和视频设备之间的固有区别是前者具有可以并通常存储在存储器中的数字数据，而视频设备具有一般不被存储在从照相机(输入)或磁带到显示器的设备的存储器中的模拟信号。此外，在某些情况下，视频设备是交叉存储的数据。交叉存储的数据中，奇数行首先被扫描，然后是偶数行。交叉存储的数据一般用于视频速率不是很快的地方(例如，奇数半帧以60Hz刷新，偶数半帧以60Hz刷新，总刷新速率30Hz)。通过奇数和偶数半帧的切换，整个显示器具有以60Hz速率写入显示器的数据，从而降低了闪烁。
图28A是用于模拟信号的显示控制电路546的示意图。由显示控制电路546接收的信号548包含视频信号和同步信号。信号用两条路径发送，其中在一条路径上，DC还原器还原黑色电平，并把校正过的信号导入显示器110。信号被作为视频和反相视频发送到显示器。
另外信号还通过低通滤波器552，滤波器552把同步信号与视频信号分离。同步信号由同步分离器560分解为水平同步554、垂直同步556和奇偶(E/O)558。这些同步信号被输入复杂可编程逻辑芯片562。PClk也被从接输入水平同步信号554的锁相环564输入复杂可编程逻辑芯片562。多个包含视频清晰、VP、HP的信号566被从复杂可编程逻辑芯片或设备562发送到显示器。另外背光系统也由复杂可编程逻辑芯片控制。
在一个典型实施例中，时序控制电路562是诸如RC 6100水平时钟产生芯片(Horizontal Genlock Chip)和菲利普复杂可编程逻辑芯片(CPLD)的设备。这些设备能包含图28A中所示的几个其他块并被用于给诸如QVGA LCD的显示器产生时序信号。RC 6100芯片接收混和信号并包含同步分离器、PLL频率复用器和时序产生块。来自RC 6100的垂直同步(VS)、水平同步(HS)和像素时钟(PClk)驱动CPLD。CPLD已经被编程以实现水平和垂直计数器以及其他逻辑功能。信号HS复位水平计数器，信号PClk增加该计数器，该计数器提供了派生逻辑功能的时间基准。信号VS复位垂直计数器，信号vinc(水平计数器派生出)增加该计数器，该计数器提供了派生逻辑功能的垂直时间基准。
显示控制电路546把同步信号与视频信号分离，因为该信号作为复合信号进入接口(VIDEOIN)。显示控制电路546可能具有多个用于选择NTSC或PAL信号的开关。一个开关在信号类型之间选择。其他开关使得在每个信号的四种类型间的选择得以实现。
上面参考显示控制电路546讨论的元件/电路中的几个是传统的。但是，并非所有元件都是传统的，下面讨论其中几个。
图28B中框568(图28B中找不到568)表示DC还原器550。DC还原器550归一化为标准电压信号以便参考黑色是恒定电压。或者说，DC还原器使得即使在系统间存在电势时同样亮度的图像得以实现或者使AC耦合得以实现。从DC还原器568，信号通过滤波器578输出或从该信号中去除彩色图像。
信号通过滤波器578进入伽马(gamma)校正器电路580，如图28C所示。伽马(gamma)校正器580使用一对二极管582和584来补偿液晶的非线性效应。选择二极管582和584以便和液晶特性匹配。伽马(gamma)校正电路580被作为稳定偏移地电路588一部分的线性二极管586调整到中心点。伽马(gamma)校正器电路580包括推动信号的输出运算放大器590。来自伽马(gamma)校正器电路580的信号被作为视频和反相视频发送到微型显示器。锁相环564和伽马(gamma)校正器电路580降低了显示器图像上的伪迹，故所有的图像显示时都没有环绕图像周围，在现存照相机显示器中常见的减切线。
如上所示，在诸如视频照相机的设备中，显示电路接收到的信号是模拟的。同步信号被作为视频的一部分传送。前面部分讨论了视频部分的改进。下面详述控制信号。
参考图29A，诸如有源液晶显示器的集成显示器一般具有一条关键信号路径。外部时钟输入(EXCLK)592通过时钟缓冲器594缓冲以产生控制数据扫描器598时序的内部时钟(INCLK)596。数据扫描器类似于图2和图10中的水平移位寄存器。数据扫描器598产生使能传输门(未示出)的TGC(传输门时钟)脉冲。如图29B时序图所示，时钟缓冲器594和数据扫描器598的传输延迟导致EXCLK的上升沿和TGC的采样沿之间的时序歪斜失真。该歪斜失真一般取决于温度，并且从一个显示器到另一个明显相同的显示器之间可能有变化。
图29C示出用于消除歪斜失真的延迟锁定环(DLL)600。压控延迟(VCD)单元602被插入信号路径。反馈路径604包含鉴相器(φD)606，合成器608控制VCD 602，增加延迟，直到TGC的采样沿和EXCLK的下一个上升沿重合。这样，鉴相器606和合成器608调整VCD 602以保持EXCLK和TGC之间的零歪斜失真。
图29D示出用于控制同步的另一技术，采用锁相环(PLL)610而非延迟锁定环600。PLL 610被置于微型显示器110的集成电路显示器管芯116上，并且不应和与图28A中的复杂可编程逻辑芯片562中的PLL 564混淆。VCD 602被产生内部时钟的压控振荡器(VCO)612代替。内部时钟被从压控振荡器612经过时钟缓冲器594发送到数字扫描器598。对于DLL(延迟锁定环)，采用反馈环604来消除EXCLK和TGC之间的由鉴相器探测到的歪斜失真。PLL包括一个二阶控制环。二次合成是指VCO产生频率而φD探测相位。
便携式摄像机和录像机(VCR)具有几个运行模式，包括播放、录制、快进和后退。两个附加模式，即快进播放模式和快退播放模式，允许用户加速观看图像。这两种模式的帧频仍为大约每秒60帧，但是视频信号正丢失大约一半信号。因此视频信号被分成具有好的视频和噪声的段，噪声部分是视频丢失的部分。当进入的视频很差，则信号的图像部分和同步(sync)部分都可能具有遍及这个视频流的随机信号，或噪声。
再参考图28A，同步(sync)信号之一在信号548中的复合视频上，是表示图像应该从屏幕顶部开始重画的垂直同步信号556。寻找垂直同步信号的同步(sync)分离器可能把噪声误认为是额外的垂直同步，导致帧过早地开始其扫描。额外的垂直同步导致图像的良好部分上下跳动。如果额外的同步存在，水平同步也发生类似的问题。因为图像被画到屏幕上的方式的不同，这个问题在诸如有源矩阵液晶显示器(LCD)的有源显示器中比在阴极射线管(CRT)显示器中更容易被注意到。区别在于CRT显示器采用水平模拟斜坡而不是LCD中的移位寄存器。
虽然水平同步将试图重新启动列，但图像信号一般是噪声，因此问题不像垂直同步那样受到重视。水平同步噪声的真正问题因被用于锁定如上所示的锁相环的是水平同步而出现。如果同步分离器产生额外水平脉冲，PLL试图放慢。如果同步分离器丢失水平脉冲，PLL试图加快。PLL变得不稳定并且不锁定。PLL要用几个好的水平同步来变得再次稳定。当PLL不稳定时，在水平平面上图像将看起来扭曲并错开。根据PLL变得有多混乱，可能占据很多行才变得稳定。PLL锁定时间与常规PLL噪声或抖动之间的折中成为一个问题。
再参考图28A，示出了时序电路的一部分。信号通过把同步信号从视频信号分离开的低通滤波器552。同步信号被输入复杂可编程逻辑芯片562。PClk信号被从锁相环564输入复杂可编程逻辑芯片562。锁相环564接收水平同步信号554。
当从VCR收到合成视频并且便携式摄像机以正常播放速度运行，上面的系统将正常工作既然没有哪一部分信号被移走。然而，当合成视频是以快进或者是回放的速度被接收的，系统就会有一部分信号被移走。这种噪声被解释成一种垂直的同步信号。RC6100产生多个VS信号，这些信号复位垂直计数器并引起LCD面板上的图像垂直不规则的构成。
图30示出一个检测垂直同步信号的数字逻辑616。八位计数器(ZCTR)618被放置在时序控制电路562中的复杂可编程逻辑芯片内，由PClk 620的时钟驱动，并由CSync(合成同步脉冲)622复位。CPLD 616与上面讨论的CPLD类似，但增加了一个或更多个下面将要讨论的特征。
当Csync 622为高时，导致ZCTR 618保持count＝0。CSync622为低时，允许ZCTR 618增加。ZCT R618增加导致它计数通过2并且继续增加。然而，Csync 622通常在很短的时间(比如4微秒)里变成高，ZCTR 618复位到零而决不会计数超过2或者接近数字130。
ZCTR 618的输出到达一对门624和626。当ZCTR接收一个特定数字，比如130时，一个门624变成高。另一个门626有一个输入非2(2)和来自触发器“q0”628的输出。与门624和626的输出被送到OR门630。
参考图31，当CSync622脉冲变成以低电平为主时，ZCTR 648计数一个较大的时间周期(比如大于20微秒)，从而计数到一个预置的数或者超过该预置的数，比如130时使触发器“q0”648置位。触发器“q0”628保持设置直到Csync 622变成高时下一个ZCTR 618对2解码。当这些发生时触发器“q0”628复位。这样触发器“q0”628通常情况下都是保持复位状态，因为ZCTR 618一般不能计数到足够长以达到预置的数，比如130，因为Csync 622使ZCTR 618复位。
仍然参考图30，当ZCTR 618到达计数2(2计数)时，触发器“q0”628被“one”触发器630采样。这个“one”触发器630通过一个OR门636接收信号，OR门636从一对门632和634接收其信号。门632从ZCTR 618和“one”触发器630的输出接收输入。另一个门634从ZCTR 618和触发器“q0”628接收信号。状态被保存在“one”触发器630内，直到下一个ZCTR618到达另一个计数2(2计数)。“one”触发器630的信号将在第二个锯齿波脉冲时设置。如果Csync 622在ZCTR618计数到130之前变高，则“one”触发器630将被清零。
“one”触发器630的信号被用于作为一个输入或者附加限定来复位垂直计数复位(VCTR)638。“one”触发器48的信号和另一个垂直同步(VS)信号642一起被输入一个两输入AND门640。该AND门的输出接到VCTR 638的复位端。
参考图31，时序图示出“one”触发器630的输出和CSync622的输入、“q0”触发器628和“2”AND门628以及“130”AND门624之间的关系。如图31所示，Csync 622通常是一个有着短的低电平脉冲的高电平信号。在同步期间，Csync 622通常为低电平。
可见，2计数器在每个周期到达2，因为CSync622有低电平部分。计数器130仅当CSync622在置位期间为低电平时才是高电平，例如在一个优选实施例中，在6MHZ，130时钟为21.6微秒。当130 AND门为高电平时q0触发器628锁存。q0触发器628在下一个2计数时被one触发器630检验。one触发器630和VS同步信号642共同复位垂直计数器638。
图32是一个经修改的更详细的与图28A类似的时序控制电路646。锁相环(PLL)648从CPLD 562而非原始的水平同步信号554接收其信号。逻辑CPLD对信号进行降噪，并产生一个干净的水平同步信号(HS)。PLL 648有一对与2.5V电源相连的二极管650。这个电路允许PLL 648从2.5V电压中仅仅分走与通过一个二极管的电压降相同大小的电压。
上面这个逻辑被建立在CPLD2内并阻止外部VS信号复位垂直计数器。这样LCD平板就能够在快进和回放的模式下正确地成帧。
如上所述，在某些条件下，人们希望处理器加速接收视频信号，比如快进扫描或者下面进一步详细解释的回放扫描。上面提到的从视频信号获取其信号的锁相环受到更多噪声的影响。
在如图33所示，在一个优选实施例中，来自视频的时序被用于控制来自复合信号548的接收和视频数据写入到帧缓冲区652的时序。
显示控制电路654从帧缓冲区中读出数据到微型显示器110的时序是由位于时序控制电路658的中第二个时钟来控制的。在某些类型视频中，该时钟是27MHZ。显示器一侧的时序可能是不同的速度，如25MHZ。
在某些实施例中，图像被扫描到显示器中，比如交叉存储数据，先是奇数行然后是偶数行。如果行以每秒钟60的速率被扫描，则实际刷新速率是每秒钟30帧。这项刷新技术已经被用于传统的阴极射线管(CRT)显示器中。如果半帧没有类似的信息(例如，一系列不同颜色的线条)所导致的问题是氧化层不均衡。图34A示出了一个3∶1的驱动图，其中加到对置电极VCOM上的电压在每个子帧(比如，一种颜色或奇或偶)后切换。因此每帧花费6个子帧构成。
除了在奇数和偶数半帧相同的特殊情况下，该3∶1的图并不保持DC平衡。注意VCOM在奇数半帧的绿色子帧期间都是高，在偶数半帧的绿色子帧期间都是低。如果一个像素在奇半帧时是红色而在偶半帧时是白色，那么它将在高(电平)的黑色状态下度过一个，六个子帧中的5个在白色状态下。因为这个像素从来没有被驱动到低(电平)黑色状态，所以产生了DC不平衡。
图34B所示4∶1的时序能够保持DC平衡，红、绿、蓝的高和低子帧在奇半帧和偶半帧中都出现。对于具有50HZ场频的PAL系统，彩色子帧速率是200HZ，这给出很好的结果并且没有讨厌的闪烁。然而，NTSC系统60HZ的场频导致240HZ的子帧速率，这可能会破坏色彩的一致性。
要提高NTSC系统颜色的一致性，应该通过使用如图34C所示10∶3的比率把子帧频率降低到200HZ。
在10∶3的比率下，和对置电极的电压转换一致的色彩子帧的结尾不需要和输入帧的结尾一致。然而，在一个优选实施例中，向显示器的写入发生在每个子帧的前三分之一，而10∶3的比率通常引起至少前三分之一在同一帧里，写入全部在切换前发生。在一个优选实施例中，写入花费1.64毫秒。闪光和对置电极电压的切换，以及如果需要的像素初始化，都在子帧中出现。
例如，参考图34C，帧0的奇输入由一对相同的红色视频输入，用660和662表示。第二个红色视频输入奇帧0 662在切换到偶输入视频前写入。液晶有时间稳定，如上所述，红色LED在切换对置电极的电压之前闪光。下一个写入的子帧是绿色偶帧0，用664表示。一帧的每个奇或偶部分都有每一种颜色的至少一个写入。
众所周知，虽然主要讨论了列反相和帧反相，在某些场合，其他的驱动图形可能是所期望的。列反相就是一列接收视频，下一列接收反相视频。在下一帧或子帧里，信号被反相，以使在第一帧或子帧内接收视频的帧，在下一帧内接收反相的视频。在帧反相里，整个显示器一帧接收视频，并在下一子帧或帧里接收反相的视频。除了列反相和帧反相以外，其他类型的反相有行反相和像素反相。在像素反相中，第一个像素接收视频，下一个像素接收反相的视频，这和列反相相似，但是除此以外，每一行都被诶转。
如上所述，能够改变比率，这导致要与信号或反相视频信号相关的图像数量不同。取决于时钟速率和视频及反相视频的模式，毛刺和闪烁被减少。几个反相视频子帧被放到一起，随后几个视频子帧将减小毛刺但增加闪烁。通过混合不同的模式，闪烁和毛刺都被最小化。
前面部分讨论了接收模拟视频信号并且整个周期中信号保持是模拟的的显示器。下一部分就将返回(讨论)初始信号是数字的的显示器。
显示器是模拟的，但是模拟既消耗大功率，受到来自其他电路的干扰的可能性也很大。因此在一些实施例中，人们希望能够使显示信号在更接近显示器之前，比如在集成电路上时，是数字信号。
在一个优选实施例中，显示信号在到达如图35A所示微型显示器的集成电路之前一直是数字的。这与图2、10和11不同，在这些图中，信号作为来自外部数模变换器412的模拟信号通过带状电缆进入微型显示器的集成电路，如图9和图19A中所示。
参考图35A，示出包含具有1280×1024个像素的微型显示器672的集成电路有源矩阵显示器670。高清澈度电视(HDTV)格式使用1208×1024的像素阵列。一对水平扫描器674和678、垂直驱动器680，SIPO 682和有源矩阵显示器672集成到电路670里。
有源像素阵列672具有多个像素138。每个像素都具有晶体管140和像素电极142，如图20A所示。每个像素电极和对置电极144及液晶层146协同工作产生所显示的图像。在一个实施例中，象素单元138连接到相邻的行150以形成一个存储电容442。
在一个优选实施例中，有源像素阵列672的旁边是测试阵列678。测试阵列678可能包括温度传感器、液晶传感器的电容测量(装置)和/或上面描述的特征清澈温度传感器。
微型显示器的集成电路670在部分地由带状电缆构成的64通道总线上接收数字视频信号。此外，该集成电路还接收两个模拟斜坡信号688和690(奇斜坡和偶斜坡(Rampodd andRampeven))，三个时钟信号692、694和696(数字时钟、地址时钟和门时钟)以及地址信号698。
地址信号698和地址时钟驱动694信号和SIP O682以及垂直驱动器680共同选择要写入数据的行。垂直驱动器680具有有一个解码器，该解码器选择适当的行驱动器和多个行驱动器，在本实施例中是1024行驱动器，其打开该行的晶体管多个行驱动器。
两个列或水平扫描器674和678是相同的，差别在于上面的列扫描674接收和处理偶数列的信号，下面的列扫描678接收和处理奇数列的信号。从一侧馈入奇数列信号和从另一侧馈入偶数列信号和图11所示类似。然而，图11中接收的信号是模拟的，而在图35A中的信号是数字的。
像下面所说明的那样，每个列扫描674和678具有一个移位寄存器、一个行缓冲器、一个LFSR和传输门。一个模拟的斜坡信号、门和数据的时钟产生信号以及数字数据被每个扫描器接收。
参考图35B，一个钟控脉冲里的视频信号沿着32路数据线进入随机访问存储器(RAM)700。目标列的RAM由一个写入使能(WE)选通，这个WE信号由列移位寄存器702或者水平扫描器674或678产生。
移位寄存器702选择适当的RAM 700。被选择的RAM 700中的数据被发送到线性反馈移位寄存器(LFSR)704。在一个优选实施例中，LFSR 704是一个8位LFSR。LFSR 704产生一个有2n-1种状态的序列，其中n是位数。
使用8位的LFSR，显示器在一种颜色里可以具有256级灰度或区别。当加载信号LD 706被给定时，RAM的内容被传送到LFSR，从而设置了LFSR的初始状态。定时时钟GCLK 696使LFSR在其状态序列中循环。当LFSR的所有位都变成1时，AND门708输出一个1，这使得采样保持T/H电路710处于保持状态并对列线7101上的斜坡电压进行采样。通过这种方式，数字数据输入设置了LFSR的初始状态，这个状态确定了LFSR用1秒充满之前GCLK时钟周期的数量，这反过来确定斜坡电压将在何时被采样以设定模拟列电压。
在一个优选实施例中，RAM 700可以在LFSR处理当前行的数据的同时被写入下一行的数据。
时序

在某些实施例中，人们可能会期望将信息从一个位置发送到另一个，就象下面要解释的用于车辆上的戴在头上单元。一种技术是使用数据链路720。
数据链路720将信息进行转换，以使其能够以更小数量的连接以更高带宽迅速地传输。例如，在一个优选实施例中，微型显示器110是具有8位灰度级的1280×1024的像素阵列。
如图36A所示，数据链路720具有链路722有很多成对的数据信号线724或光纤和时钟配对线726或光纤。数据被置于视频卡730上的发送器单元728编码并串行化。数据通过这个链路以更高的时钟速率发送。置于显示器驱动板734上的接收器732对数据进行解码并将其恢复成并行数据形式。在一个优选实施例中，该数据链路是例如Silicon Images公司销售的使用PaneLink商标的产品。该链路的目的是为了用最小数量的数据线加速数据。数据链路或传输系统使用光纤信道(FibreChannel)，它可以从很多供应商那里得到，例如来自TexasInstruments的FlatLinkTM数据传输系统和来自Silicon Images的PaneLinkTM技术。
除了数据链路720以外，如下面说明的那样，显示系统可能具有伪随机多路复用器用于补偿放大器的差别。在一个优选实施例中，微型显示器110接收模拟信号，该模拟信号从显示驱动板734上的数字信号转化而来，如图37A所示。如图37B所示，通过数模变换器356变换的信号通过放大器(运算放大器)740发送。每个放大器略有不同，因此如果相同的信号被输入每个放大器，会输出一个不同的信号。当放大器被用于显示器上的信号时，用户会由于不同的输出信号而察觉黯淡和明亮的列。虽然放大器能够被调谐/调整去校正这些差别，用伪随机多路复用系统校正这些不同。
在一个实施例中，该伪随机多路复用系统可以有一对伪随机多路复用器742。在一个优选实施例中，每个伪随机的多路复用器742都制作在插到一个优选实施例中的显示器驱动板734的板子上。众所周知，这个伪随机多路复用系统可以和显示器驱动板集成在一起。
该伪随机多路复用系统从D/A变换器356获取信号，伪随机地发送信号到放大器之一，然后再从放大器得到这个信号并把它发送到合适的输出，即微型显示器的输入。参考图37B，示意性地示出显示器驱动器。数据从两条通道，数据偶通道748和数据奇通道748，串行进入数字2-8交叉复用解复用器744。数据从复用器744中从8个通道出来，即4通道视频高(偶数行)750和4通道视频低(奇数行)752。数据用多个锁存器754发送到D/A变换器352，锁存器754由用于控制数据流的水平计数器756控制。由D/A变换器转换过来的信号被伪随机多路复用板742获取并被送到放大器758之一，然后到达适当的输出。伪随机多路复用板的输入在终端用“1”来代表，输出在终端用“2”来代表，如图37B所示。
在一个优选实施例中，伪随机多路复用器有两个相同的单元。一个单元使输入伪随机化到视频高，另一个单元使输出伪随机化到视频低。在一个优选实施例中，伪随机多路复用器不混合高信号和低信号之间的放大器。放大器有不同的偏移。但是众所周知，这种混合是可能发生的。
该伪随机多路复用器板具有一个八(8)输入的头，用于接收来自4个独立D/A变换器352的输出和来自4个放大器758的输出。这个头有八(8)个输出，用于把信号发送到4个放大器和4个独立的视频信号。
每个来自D/A开关352的信号(4个信号)都被馈入4个独立的转换电路。因此有十六(16)个开关电路。在一个优选实施例中，每一组4个开关位于一块芯片上。每个独立的开关从逻辑芯片接收一个控制输入。在每组中只有一个并且是一个不同的开关，对所有到输出的输入流是关闭的，该输出是放大器的输入。放大器的输出沿类似的路径到达第二组开关。使用来自逻辑芯片的同样的输入控制第二组开关，因此开关的输出被发送到适当的视频信号。图37B中，通过顶部D/A变换器的信号被向下发送到顶部信号线。
下面的两个例子用于说明能够怎样设置独立的开关。在第一个例子中，来自前两个输入的信号不经过伪随机多路复用器被送到放大器。自第三和第四个输入的信号在进入放大器前被复用器切换，然后在被送到显示器前再切换回正确的线。
输出

切换A 切换BVH01→VH02 VH03→VIDH0VH11→VH12 VH13→VIDH1VH21→VH32 VH33→VIDH2VH31→VH22 VH23→VIDH3
在第二个例子中，来自输入的信号被送到下面的放大器。来自最后一个输入的信号被送到第一个放大器。然后来自该放大器的输出在被送到显示器前切换回正确的线。
输出

切换A切换BVH01→VH12 VH13→VIDH0VH11→VH22 VH23→VIDH1VH21→VH32 VH33→VIDH2VH31→VH02 VH03→VIDH3因为有四(4)个输入和四(4)个输出，所以上面的两个例子仅仅是16种组合中的两种。伪随机多路复用器不断地在16种状态中切换以允许眼睛把这些放大器整合。频率可以是帧频(60HZ)也可以是行频(60KHZ)。行频会更佳。
参考图38A，液晶不对电压的变化呈线性响应，该电压指像素电极和对置电极之间电压差。如果从清澈到暗淡电压的偏移量变化4.5V，像一个优选实施例中那样，则前一半(1/2)的电压变化和最一半(1/2)电压变化对透射率(transmitivity)的影响最小，如图38A所示。此外，因为上面讨论的几个实施例中，视频信号被数字化存储，所选择的电压只能处于很多离散位置。此外，图36和图37A中所示由Silicon Images、NationalSemiconductor和Texas Instrument销售的数据链路722，每个时钟周期支持32位。离散的位置和有限的带宽限制了色彩，并导致颜色不一致的图像。
图38B示出用于微型显示器的显示控制电路762。显示控制电路762具有用于校正图像灰度级和颜色的数字查找表764。该查找表，也被称为伽马(gamma)校正查找表，间隔光强，或在此处，为得到期望图像所选择的液晶的透射率。众所周知，既不希望有图38A中所示的非线性，也不希望具有在可用的均匀分布中选择的光强和透射率，因为人眼更倾向于通过比率而不是通过绝对数值察觉差别。
视频信号由数字控制电路762的处理器402接收。和图19A中的处理器相似，处理器402把信号404转换成数字信号，而无论这个信号原来是什么形式，如RGB、NTSC、PAL等。数字信号被发送到时序控制电路768的第一部分766。766根据需要发送或从存储器406/408接收数据。来自时序控制电路766的数据通过数据链路720发送。
在数据链路720的微型显示器110一侧，放置具有查找表764的时序控制电路768的第二部分770。查找表764，特别是伽马(gamma)校正查找表，用于针对显示器传输特性线性化信号。
背光系统266和显示器110的控制线422和424由时序控制电路768的第二部分770控制。该查找表764可以被用于显示器，而不论有没有切换对置电极的电压。
查找表的输入是一个与想要显示的离散灰度级或色彩灰度相关的多位信息模块。这组位作为表中的地址或位置由查找表处理。在该位置的存储器值随后作为一个新的多位信息模块从查找表中输出，该信息模块可能比输入数据的位数多，或者少，也可能相同，这取决于表的设计和功能。在一个优选实施例中，有8位数据输入到表，输出10位数据。然后，这10位数据在D/A 422中被转换成一个模拟信号，提供给显示器110合适的电压，以把和期望的输入位数相应的光传输给观众。查找表的值来自显示器的伽马(gamma)曲线，和图38A类似。
在一个优选实施例中，对于一个24位的数据链路720，原来设计用于每个红、绿、蓝像素8位，在一个彩色顺序格式中，4个6位的像素值或3个8位的像素值能够在一个时钟周期里传输到邻近的像素。在6×8位的查找表中使用6位的输入将提供给观众每种颜色64种不同并且均匀分布的色彩灰度。在8×10位的查找表中使用8位的输入将提供给观众每种颜色256种不同并且均匀分布的色彩灰度。在对图像质量有最小影响的情况下得到了更高的数据传输吞吐量。
在一个优选实施例中，对于一个24位的数据链路720，原来设计用于每个红、绿、蓝像素16位，在一个彩色顺序格式中，8个6位的像素值或6个8位的像素值能够在一个时钟周期里传输到邻近的像素。在6×8位的查找表中使用6位的输入将提供给观众每种颜色64种不同并且均匀分布的色彩灰度。在8×10位的查找表中使用8位的输入将提供给观众每种颜色256种不同并且均匀分布的色彩灰度。在对图像质量有最小影响的情况下得到了更高的数据传输吞吐量。
尽管查找表是针对具有数据链路的实施例被描述的，但是显然该查找表可以独立于数据链路使用。
在彩色顺序显示中，LED的闪光被同步以满足闪光前的最大设置时间，并且保证在下一次颜色设置前关掉闪光，与此不同，在单色显示器中闪光的精确时序在某些实施例中不是必需的。
图39A示出用于单色显示器的时序图。因为显示器是单色的，LED270一直打开，图像用列反相或其他的反相技术被反复写入。在列反相中，在一帧里(例如FRAME 1)，奇数列被写入视频，而偶数列被写入反相视频。在下一帧里(例如FRAME2)，偶数列被写入视频，而奇数列被写入反相的视频。如果单色显示器切换对置电极的电压或者是在每一帧的开始初始化像素，如在LVV里那样，上面描述的关于彩色顺序LED的闪光在单色显示器中被实现。
参考图39B1和3982，示出另一个实施例的显示控制电路774。显示控制电路774可以和图11中所示的两个像素被同时写入的集成电路显示管芯258联合工作。数字控制电路774从源端获取一幅图像然后将这幅图像在微型显示器110上显示。视频信号404可能是诸如NTSC、PAL、S-Video的模拟格式，在这些情况下视频信号404被模拟视频解码器776a接收，然后将其转换成代表红-绿-兰(RGB)或亮度-色度成份(YCbCr)的数字表示404v。解码器776a也提取时序信息以产生同步信号404s。
此外，输入视频404信号也可能是诸如BT656的数字格式，在这种模式中数字前端776d将数字视频404v和同步信号404s分离开。
如果数字视频404v用YCbCr来表示，那么它就被格式变换器778转换成RGB模式。如果信号404v使用RGB表示，那么变换器778被旁路(绕过)。
在一个优选实施例中，显示控制电路774的所有部件，除了模拟视频解码器776a，都被集成到一个定制集成电路ASIC 782上。在另一个实施例中，解码器776a可能被全部或部分地集成进该ASIC。在另一个实施例中，DRAM 1004或数模变换器356对ASIC782而言可能是外部的。时序发生器780接收同步信号404s并为ASIC 782产生所有必需的时序信号。
ASIC 782也包括一个IIC接口796，接口796为外部处理器798提供了读写配置寄存器的手段。配置寄存器被用于编程操作模式和ASIC 782的其他部件的时序参数。
符合BT.656标准的数字视频格式可以被按比例调整以适合一个320×240的显示器。用传统的27MHz时钟解码的模拟NTSC和PAL视频也能被按比例调整。在水平方向上，要把360次采样减少到320，需要9∶8的调整比例。
具有525线和60Hz的场频(NTSC)的制式不需要垂直比例调整。如果每一场有243或244个活动线，在一个240线的垂直分辨率中多出的3或4线可以被丢弃。然而，625线50Hz的场频(PAL)的制式则需要6∶5的调整比例以将288条活动线减少到240线。
水平比例调整器786进行9∶8的水平比例调整。在一个优选实施例中，使用插值法，如图39C示意性所示。垂直比例调整器780进行6∶5垂直比例调整。在一个优选实施例中，使用插值法，如图39D示意性所示。
非标准的视频格式不需要比例调整，在这种情况下比例调整器786和780被旁路。可以看出，其他的视频格式可能需要不同于9∶8的水平调整比例和不同于6∶5的垂直调整比例。
再次参考图39B1，来自垂直比例调整器788的视频信号被送到伽马(gamma)校正电路792，和上面图38B中讨论的相似。对于输入视频信号中的每个红、绿、蓝成份，伽马(gamma)校正电路792都产生一个校正过的输出值，以便当信号被D/A变换器356转换成模拟的时，最后的亮度对眼睛适合。
在一个优选实施例中，伽马(gamma)校正电路792使用查找表764，查找表764中包含所有可能输入值的正确输出值。在另一个优选实施例中，伽马(gamma)校正电路792计算输入的分段线性函数，在17个配置寄存器中所存储的值中间做插值。来自伽马(gamma)校正电路792的信号被送到像素配对电路794。
在像素配对中，红、绿、蓝像素的单个数值被重新排序以更有效的使用存储器。图39E示出像素配对的示意图。像素配对电路794以6.75MHz接收24位的字。每个字包括单个像素的红、绿、蓝三种成份，作为三个8位的值。16位输出字包括来自水平相邻像素的同样颜色的两个8位的值，是显示器需要的格式。
参考图39B2，来自像素配对电路794的16位数据流被三态缓冲器1002送到两个DRAM段存储器1004之一。一个DRAM段存储器被读取，另一个被写入。读写的地址和控制信号是由DRAM控制器1008和1010分别产生的。复用器1006将读写的地址和控制信号送到适当的段存储器1004中去。
来自被读取的DRAM段存储器的数据被送到输出处理电路1012，如果必要，处理电路1012将视频反相。然后，输出数据到达数模变换器356，27MHz时峰值数据速率是两个8位字。来自变换器356的模拟信号被外部视频放大器1014放大以驱动显示器110。
ASIC 782也包括一个显示时序控制单元1016，控制单元1016为显示器110、背光源266和对置电极的模拟开关1018产生控制信号。
上面所描述的单色显示器和彩色有源矩阵显示器的实施例都可以被用在各种产品中，包括数码相机、取景器、车载显示器、打印机和无线通信设备，比如传呼机和移动电话。
图40A到40D示出一个用于静态图像的数码相机800。图41示出相机800的分解图。如图41所示，数码相机800具有一个置于图象传感器804前面的透镜802。如上面所描述的，数码相机800具有微型显示器110和一个如图40B所示的off/on开关。如在图13B中所示，微型显示器110可以通过透镜298瞄准照相机并观察捕捉到的图像。如图40A所示，在数码相机800的前端有一个聚焦按钮，用于聚焦微型显示器观众110。
再次参考图40B，在一个实施例中，数码相机800接收可移动存储卡，诸如压缩闪存卡(CF)、灵巧介质等。数码相机800具有压缩闪存卡存取门808和弹出按钮810。
参考图40C，是选择开关812和关闭按钮814。可伸缩的带槽框816连接外壳828和830。选择开关812和按钮814协同工作允许删除一幅已存储的图像、保存图像和观看图像。如图40D所示，输入/输出门盖818覆盖输入和输出820，输入和输出820由电路集成822负载。
照相机800将电路集成822封装在前塑料外壳828和后塑料外壳830中，如图41所示。相机800在电路822装配前面有一个电池盒用于容纳多个电池834，并有一个盖在前塑料外壳828上的电池门836。众所周知，该电池盒可以和整个外壳做成一个整体。
在一个优选实施例中，照相机800具有麦克风838，用于在记录图像的同时记录声音。众所周知，照相机800具有用于聚焦的红外传感器。
数码相机可以和很多元件连接，诸如便携式计算机、用于将数码相机的图像传输到计算机或打印机的读卡器。在一个优选实施例中，一块卡，比如压缩闪存卡，可以从照相机中取下并插到计算机中。在另一个实施例中，该传输可以来自数码相机也可以到达数码相机，经过一个电缆通路通过输入/输出门盖818与计算机或NTSC TV输出相连接。
图42示出数码相机800的彩色顺序显示器110的显示控制电路840的一个实施例。显示控制电路840在模拟信号处理器402处接收一个来自图像传感器804的模拟复合信号404。模拟信号处理器可以是一种可以买到的芯片，比如将信号404分解为红、绿、蓝成份的Sony CXA1585。虽然针对模拟信号讨论了该实施例，但是众所周知，该信号也可以是数字的。一个数字系统包含本专利里找到的教导。
图像从模拟信号处理器402被直接发送到微型显示器110。上面参考图28A到图34讨论的和伽马(gamma)校正、Pclk和两个同步时钟相关的接口可以被合并。
同时，三个模拟彩色成份被模数(A/D)变换器842转换成数字信号。数字信号进一步被一个数字信号处理器844处理并存储在一个存储器电路846中。存储在存储器电路846中数字信号能被增强或改变，比如压缩、伽马(gamma)校正、平滑和/或抖动。这种增强或改变使用可购买到的软件，比如Adobe公司销售的Photoshop，Inc。
除了直接从和图像传感器804相关的模拟信号处理器中观看图像以外，微型显示器110也能显示以数字信号的方式存储在存储器846中的图像，这些数字信号通过数字信号处理器844到达数模变换器356以将数字信号转换回模拟信号。显示控制电路640具有用于将信号分解成红、绿、蓝成份分的模拟信号处理器848。数字处理器之后的模拟信号处理器校正图像传感器数据。
显示控制电路840具有包括时序电路的逻辑电路850。逻辑电路850和图像传感器804、微型显示器110、数字信号处理器844和存储器846连接在一起用于控制视频信号流。
当通过模拟信号处理器402把图像直接从图像传感器取到微型显示器时，逻辑电路850将信号同步成微型显示器110使用的红、绿、蓝信号。该同步可能包括使用各种滤波器以收集处于同步过的色彩顺序，要传到微型显示器110去的图像数据，并调整背光266的动作。
逻辑控制电路850通过发送来自存储器846的视频数据到显示器110上并且逐线调整每一种原色背光266的工作来控制到达显示器的每一种颜色帧的顺序流。
微型显示器110除了被用作静态相机800的取景器以外，也被用作图43所示的便携式摄像机或录像机860的取景器。便携式摄像机860具有取景器外壳862，取景器外壳862带有包括光学外壳的微型显示器110。
如前面针对图13A和13B中所描述的，已装配的显示模块286具有微型显示器110，背光278和带透镜298的光学外壳294。取景器外壳862包含了该已装配的显示模块286，其部件沿着光轴306和电路板864扩展。
图44中示意性地示出显示器的电路板864。电路板864具有用于接收NTSC信号404的模拟信号处理器402。NTSC信号404是从处理板866接收到的。处理板866从图像传感器804a接收图像，或者在回放模式中从录像带868接收，或从内部存储器接收。在记录模式，来自图像传感器804的图像被记录在录像带868上。如图43所示，开关870和处理器板866协同工作，以允许操作者选择从图像传感器804或磁带868送到模拟信号处理器402的信号404。录像带868可以在正常速度被选择，此外也可以在其他速度被选择，比如快进扫描速度。
置于取景器外壳862内的电路板864，除具有模拟信号处理器402外，还具有时序控制电路872和存储器874。图44也示出位于取景器外壳862中的微型显示器110和背光266。在一个优选实施例中，该电路包括视频信号的同步和两个时钟，如上面针对图28A到34C所讨论的那样。
在诸如直升机或飞机的交通工具中，为操作该交通工具，操作者需要快速处理大量的信息来。在一个优选实施例中，显示器是一个固定在头上的显示器。这样，通过一个头盔固定在头上的显示器和那些部件既要重量轻又要坚硬。此外，由于飞行员所要经历的各种光线的情况，从明亮的日光到漆黑的暗夜，显示器需要能够改变光强度。
参考图45，示出用于交通工具882的显示系统880的示意图。在这个实施例中，显示器110，一个微型显示器，被固定在用户所戴的头盔884上。显示器投射出的信息被从显示计算机886通过数据链路722传送到微型显示器110。该系统可以是双目的也可以是单目的，具有两(2)个或一(1)个显示器。
计算机886从很多来源接收其信息，包括存储数据888，交通工具上的速度、方向、高度传感器890；用于增强诸如夜间或红外视力的照相机892；辐射传感器894，比如雷达系统；和无线传输896从其他来源接收的信息。计算机886能够根据操作者的输入选择和结合这些数据。
信息通过数据链路722从显示计算机886被传送到微型显示器110。数据链路722获取在视频卡898上转换的数据，并把数据送到微型显示器110旁的显示驱动板900，视频卡898被接到显示计算机886上并与其相邻。数据链路722可以是双绞线电缆，或/和光缆，如图37A所示。在图48中，数据链路722在用户的飞行服中有快速拆卸活接头902。
在一个优选实施例中，该交通工具是直升机。背光源被远离微型显示器放置。背光源被放在用户下面或者是后面，并且由光纤通到飞行员的头盔。微型显示器和一个照明系统协同工作，在一个优选实施例中，该照明系统是背光904。
照明系统被连接到控制器906上，如图45所示，用于针对白天到夜间的视力改变光强。此外，在另一个优选实施例中，该控制器能够改变各个LED的光强以提高上面讨论的彩色顺序显示器的色彩质量。图45中所示的照明系统是一个固定在头盔884上的微型显示器110附近的单色LED。
尽管上面的描述是与交通工具例如飞机相关，但是众所周知，这种结构也可以应用在其他的实施例中，比如连接到普通的个人计算机。
除了照相机和显示器，通过使用数字打印机910，微型显示器110也可以用于在光敏纸上打印，如图47所示。图46示出用于数字打印机910的显示电路912。显示电路910被用于控制具有以彩色顺序显示操作的数字打印机910。
显示电路912具有处理器402，处理器402从外部来源接收图像数据404并把该数据转换成适当的形式，该转换包括把图像裁剪成三个不同的图像，一个为红色，一个为绿色，一个为蓝色。图像数据能够通过控制电路916被发送到存储器406。控制电路916从存储器406取出数据，在存储器406内，图像以三种不同的颜色保存，然后控制电路916通过数模变换器412将数据发送到微型显示器110。图像以和上面的实施例类似的方式被写入微型显示器110。在显示器有足够的时间被写入和设置以后，控制电路916闪光特定背光266，以使显示器上的图像被投射到打印机纸920上，如图47所示。
通过以每秒180子帧的速率将图像写到显示器中，各个不同的图像以写把一种颜色的图像写入微型显示器的方式重复，允许设置时间，随后闪光各个LED，把下一种颜色的图像写入微型显示器，允许设置时间，随后闪光LED，并对第三种颜色进行重复。允许设置时间然后点亮LED，并且写入第三种颜色，打印机纸920能够被图像曝光。该过程被重复曝光打印机纸920所需的次数。
尽管颜色的梯度一般是通过液晶的旋转度数来实现，但因为数字打印机并不是和本专利中所描述的微型显示器的其他应用一样对时间敏感，所以闪光时间长度能被用于产生颜色的梯度，并且液晶被转变为完全清澈或者完全黑色。
当液晶是清澈或黑色而不是介于中间的等级时，光源，在一个优选实施例中是LED，被闪光一个给定周期。然后，或多或少的像素将被旋转到清澈，并且LED再次闪光。该过程一直重复到得到期望数量的等级。
举个例子，每种颜色总的曝光时间是大约0.6秒，并且期望每种颜色4位，16个灰度级。微型显示器以50Hz，每帧20ms的频率运行。整个微型显示器被允许弛豫到清澈(白色)。在该例子中，采用列反相。无论是将电压切换到对置电极还是初始化像素在每一子帧里都没有做。用四(4)帧(80ms)的时间使液晶变化到清澈。像素的驱动取决于期望的颜色或灰度级。像素被写入以保持清澈(白色)，除非不再需要这种颜色，即，灰度级是零(0)。对于那些像素来说，像素被驱动成黑色。每一级完成两(2)帧(即，如果灰度级大于0，2帧像素是白色的，反之则是黑色的)。背光每一帧都会闪光。该过程被重复。
如果灰度级大于1，2帧像素是白色的，反之则是黑色的。每一帧后背光闪光。
如果灰度级大于2，2帧像素是白色的，反之则是黑色的。每一帧后背光闪光。
如果灰度级大于14，2帧像素是白色的，反之则是黑色的。每一帧后背光闪光。
第一种颜色完成后，对另外两种颜色重复该过程。
因为每一种灰度级都被偶数数量的帧爆光，列反相驱动方式所带来的高和低黑色电平的任何不对称都会被平均掉。而且，打印机应用了驱动液晶变黑的速度要比弛豫到清澈的速度快的好处。
参考图38A，液晶对电压变化的反应不是线性的，该电压指像素电极和对置电极之间的(电压)差。如果像一个实施例中那样，从清澈到黑色的电压偏移变化为4.5V，则如图38A所示第一个二分之一(1/2)的电压变化和最后一个二分之一(1/2)的电压变化对透射率的影响最小。
微型显示器的显示控制电路可能具有用于校正图像的灰度级和颜色的数字查找表。该查找表，也被称为伽马(gamma)校正查找表，间隔光强，或在此处，为得到期望图像所选择的液晶的透射率。众所周知，既不希望有图38A中所示的非线性，也不希望具有在可用的均匀分布中选择的光强和透射率，因为人眼更倾向于通过比率而不是通过绝对数值察觉差别。关于伽马(gamma)校正查找表的进一步讨论在2000年7月28日递交的美国专利申请文件中有描述，该专利申请号是No.09/643,655，其内容在此通过引证而整体合并于本文。
因为液晶或者全黑或者全白，故在这个例子中打印机和上面讨论的液晶伽马(gamma)曲线无关。
在另一个例子中，微型显示器被初始化成黑色而不是白色(清澈)。曝光是由何时液晶转换成白色(清澈)而不是由何时背光打开来控制。
差别是背光一次影响所有的像素，而液晶的转变仅仅当每个像素被扫描时才发生。因为打开和关闭转换都是由液晶而不是背光来控制，(产生了一个从图像的顶部到底部的更均匀的灰度控制)。作为一个例子，红色、绿色和蓝色背光被关掉。
4帧初始化所有的像素为黑色。
红色背光打开。
如果红色等级大于0，则2帧像素为白色，否则为黑色。
如果红色等级大于1，则2帧像素为白色，否则为黑色。
如果红色等级大于2，则2帧像素为白色，否则为黑色。
……如果红色等级大于14，则2帧像素为白色，否则为黑色。
2帧的所有像素变为黑色。
红色背光关闭。
2帧的所有像素变为黑色。
绿色背光亮。
如果绿色等级大于0，则2帧像素为白色，否则为黑色。如果绿色等级大于1，则2帧像素为白色，否则为黑色。如果绿色等级大于2，则2帧像素为白色，否则为黑色。……如果绿色等级大于14，则2帧像素为白色，否则为黑色。2帧的所有像素变为黑色。绿色背光关断。2帧的所有像素变为黑色。蓝色背光亮。如果蓝色等级大于0，则2帧像素为白色，否则为黑色。如果蓝色等级大于1，则2帧像素为白色，否则为黑色。如果蓝色等级大于2，则2帧像素为白色，否则为黑色。……如果蓝色等级大于14，则2帧像素为白色，否则为黑色。2帧的所有像素变为黑色。蓝色背光关断。
总共是104帧或者在50Hz的帧频下刚好超过2秒。通过在每个灰度级只使用一帧，该时间能被减半。这将失去平均掉高和低黑色的不对称性的好处。
像上面所述的那样，虽然伽马(gamma)校正并不是是必须的，但是如果需要一种非线性特性的话，那么只要在每个灰度级的域值处曝光不同数量的帧就可以很容易地得到(而不是像在上面的例子中每个等级2帧)。
在一个实施例中，只有闪光的时间被改变。在另一个实施例中，闪光时间和光强的结合也能被改变。在第二个实施例中，人们发现，LED闪光一下以后，一些像素将打开而其他像素会关断以便得到像素薄膜的时间和光强的正确组合。
和上面先前讨论的先前的实施例的不同在于，因为图像被投射到光敏纸920上，帧频不需要超过每秒60帧或者每秒180子帧。写入和设置的时间可以是秒或十分之一秒的数量级，而没有用户感觉得到的延迟。在一个优选实施例中，控制电路916具有来自薄膜类型探测器922的控制输入，该探测器能够读取安装在数字打印机910中的纸张920的类型。控制电路916可以调整闪光也可以根据薄膜的种类做一些其它的调整。控制电路916或ASIC，控制显示器，颜色分离、曝光和其他特性，比如抖动。此外，控制电路916在一个反馈系统中获取和LED输出有关的输入信号以补偿LED的老化。控制电路916也能够为了图像的白色平衡而调整闪光长度。
参考图47，示出了数字打印机910的剖视图。数字打印机有一个与背光266和打印平板924分隔开的微型显示器110。插在微型显示器和背光266之间的是散射器282和亮度增强薄膜280。插在微型显示器110和纸平板924之间的是透镜926。
微型显示器110上画出适当的图像，并且背光266打开充足的时间以使光通过亮度增强薄膜280和散射器282透过微型显示器110的清澈部分和透镜926，被放置在打印平板924上的打印纸920接收。打印的第一部分在薄膜上完成之后，背光266被关闭，控制电路916把微型显示器驱动到第二幅图像，也就是另一种颜色的图像。背光再次被打开一定时间以使图像能够被打印平板上的纸捕获。然后控制电路916关闭背光并且把微型显示器驱动到第三种颜色的第三和最后一幅图像。其中，背光再次被打开一个设定的周期。
尽管彩色顺序打印机更佳，但是众所周知，打印机也可以是单色的。在单色模式中，或者是一种信号颜色，比如白色LED，或者是三种LED一起闪光。
此外，尽管上面显示的是具有发光二极管的彩色顺序显示器，但是显然也可以用一个色彩轮或可调谐LC滤波器。
虽然数字打印机910被作为一个独立单元示出，但是可以认识到，打印机910也能被装配到其他仪器中，比如一步成像数码像机或者是无线或蜂窝电话。图48示出用于一步成像数码像机的电路930。显示控制电路930在模拟信号处理器402处接收来自图像传感器804的模拟复合信号404。模拟信号处理器402可能是可购买到的芯片，比如Sony CXA1585，它可以将信号404分成红色、绿色和蓝色成份。虽然上面讨论的实施例是关于模拟信号的，但是显然该信号也可以是数字的。数字系统包含在本专利中找得到的教导。
图像从模拟信号处理器402被直接发送到微型显示器110。涉及伽马(gamma)校正、Pclk和两个同步时钟的接口在2000年7月28日递交的美国专利文件中有论述，该专利申请号是No.09/643,655，题目是“便携式微型显示器系统”，其全部内容在这里通过引证而合并于本文。
同时，三个模拟的颜色成份被模数(A/D)变换器842转换成数字信号。这些数字信号被数字信号处理器844进一步处理并存储在存储器电路846中。存储在存储器电路846中的信号可以被进一步增强或变换，比如压缩、伽马(gamma)校正、平滑和/或抖动。这种增强或变换通常用能购买到的软件，比如Adobe公司销售的Photoshop，Inc。
除了直接通过和图像传感器804相关的模拟信号处理器402观看以外，微型显示器110也能通过经数字信号处理器844到达数模变换器356将数字信号转换回模拟信号的数字信号显示存储在存储器846中的内容。显示控制电路930具有用于将信号分成红色、绿色和蓝色成份的模拟信号处理器848。数字处理器后面的模拟信号处理器校正图像传感器数据。I显示控制电路930具有包含时序电路的逻辑电路1264。逻辑电路1264连接到图像传感器804、微型显示器110、数字信号处理器844和存储器846上，用于控制视频信号流。
当通过模拟信号处理器402把图像从图像传感器直接取到微型显示器时，逻辑电路850将信号同步到微型显示器110使用的红哦、绿色和蓝色信号中。同步可能包括使用各种滤波器以收集处于同步过的色彩顺序，要传到微型显示器110去的图像数据，并调整背光266的动作。
逻辑电路1624通过发送来自存储器846的视频数据到显示器110和逐线协调每种原色背光266的工作来控制显示器上的每种颜色帧的顺序流。增加打印的功能以后，独立的微型显示器110和背光266可以被包含进去，或者微型显示器110和背光对于观看和图像重定向是相同的，比如镜面或棱镜，932对图像定向。
照相机将允许用户选择模式肖像或风景。照相机可能包含各种大小的纸/胶片。照相机可能合并图像存储、文件管理和图像处理。照相机有自动曝光控制，并且也可能具有手动控制设置。照相机可以有变焦、取景和剪辑功能。这些特性也可以被放置在上面讨论的包括无线电话的其他即时打印装置中。
图49A是蜂窝电话940的透视图，蜂窝电话940具有文本数字显示器942、键区944，扬声器946和麦克风948。此外，在一个优选实施例中，蜂窝电话940有用于覆盖键区944的翻盖950，和在很多传统蜂窝电话中可见到的一样。此外，在一个优选实施例中，蜂窝电话940具有在图49A中外壳954的左侧示出的滚动开关952。开关952能被用于选择文本数字显示器942上的信息或者在一个优选实施例中，选择置于文本数字显示器942上方的微型显示器956上的信息。取决于具体蜂窝电话940的工作方式，微型显示器956上的信息同样也能通过附加键区948或者是常规键区944来访问。
图49B示出带有覆盖键区的翻盖950的蜂窝电话940的前面。在一个优选实施例中，在翻盖950处于关闭位置时，用户可以将蜂窝电话940保持离开用户的脸以便他们能观看微型显示器956。电话被设置在半双工模式，以使扬声器946和麦克风948不同时工作，从而防止了反馈。用户在这种模式下的距离内可以听到扬声器946的声音并和蜂窝电话另一端的一方交谈。图49A所示的滚动开关952和/或键区958可以被编程以控制和选择文本数字显示器942或微型显示器956上的图像。
在另一个实施例中，听筒946与蜂窝电话940的机身954可分离，以使用户将扬声器946放进或靠近用户的耳朵。麦克风948能够从大约一英尺的距离上接收谈话，因为蜂窝电话940和用户有一定距离。
图49C示出了蜂窝电话940的背面。扬声器外壳946在后视图中可见。蜂窝电话940具有照相机962。照相机962拍摄的电子图像可以被蜂窝电话940传输。如图49A和图49B所示的微型显示器956被用于照相机单元962。由键区958来选择要被记录的图像。此外，蜂窝电话940具有电池盒964。在一个优选实施例中，电池盒964上有一系列肋板966以方便操作。
虽然上面描述的微型显示器110是在SOI(绝缘层上的硅)晶片上制造的，但是众所周知，微型显示器也可以用其它的技术制作，例如图51中所示的石英上的硅。
用石英上的硅来制作微型显示器的过程和上面针对SOI晶片和图4到图8所描述的过程类似。石英上的硅用于显示器与SOI相比优势在于整个过程更简单。而SOI于显示器和石英上的硅相比优势在于集成电路更简单、成本更低。
众所周知，除了上面描述的透射型微型显示器110以外，微型显示器也可以是反射式的。在反射式显示器中，光闪烁进入显示器，并被反射回来。
图50示出反射式微型显示器968的一个优选实施例。显示器970具有带有有源矩阵部分972的微型显示器968。有源矩阵部分972具有被插入中间的液晶材料976和对置电极974分隔开的像素978。每个像素978都有晶体管980和像素电极982。像素电极982覆盖在置于环氧层984上的晶体管(TFT)980之上。像素电极982保护或避免TFT 980被光照射。像素电极982被氧化层990和信道线988间隔开。对置电极974通过焊点(solderbump)992和电路的剩余部分相连。有源矩阵972具有在对置电极974之上的玻璃994。微型显示器968被承载在壳体996中。
显示器970在微型显示器970的有源矩阵972和用于看微型显示器970的透镜1040之间具有偏振棱镜1028。透镜1040、棱镜1028和微型显示器970都由显示器外壳1042承载。显示器外壳1042也有多个发光二极管(LED)1044。LED 1044，红色的1044r，蓝色的1044b和绿色的1104g都被安装在时序电路相连的电路板1046上。偏振器1048被插在LED 1044和棱镜1028之间。来自LED 1044的光被棱镜1028导入有源矩阵972的液晶976。光被像素电极982反射回来通过棱镜1028。通过被像素电极982激活的液晶926的光具有部分或全部的偏振变化；以不同的偏振离开显示器970的光通过棱镜1028到透镜1040。未被改变的光被棱镜1028反射而离开透镜1040。和透射型显示器一样，LED也被顺序闪光。
参考图52A和图52B，示出了一种无线个人通信器1800。该个人通信器具有微型显示器1802。微型显示器1802可能是前文讨论过象素数量和尺寸的QVGA，VGA，另外显示器可能是1/8的VGA或者226×170个象素，等于大约38,400个象素。226×170象素的显示器和4.8mm×3.6mm的QVGA具有相同尺寸。
此外，个人通信器1800还具有第二个显示器1804，在一个优选实施例中第二个显示器1804是单行文本数字显示器。第二个显示器1804可以显示电话号码、状态或者其他细节。用于选择显示器1802的菜单的多位置控制按钮1806被置于该显示器下方。此外个人通信器1800还具有两个额外的控制器功能选择控制器1808和音量控制器1810。功能选择控制器1808能用于选择功能，诸如MP3、电话、e-mail、寻呼机、am/fm收音机、照相机、图像浏览器、游戏、GPS、语音备忘录、语音信箱等。
个人通信器1800外壳的一侧具有接收闪存卡1814的插槽1812。个人通信器1800具有置于插槽上方的on/off开关1816。
参考图52C，个人通信器1800具有用于静态和视频剪辑的数码相机图像传感器1820。可拆卸的可充电电池1824被安装到人通信器1800的后盖上。图52D-52G示出个人通信器的其他视图。
参考图53，示出从个人通信器延伸出的线缆1830，个人通信器的可弯曲的天线被置于线缆1830内。此外，线缆上面还有能用于调整线缆的长度的夹子1834。在一个优选实施例中，夹子1834包含麦克风。但是在另一个实施例中，个人通信器中，麦克风位于主外壳内。在一个优选实施例中，夹子上还有耳机插孔。
参考图54A和54B，示出了头戴式个人通信设备1850或具有微型显示器1852的头戴式个人通信设备1850。头戴式个人通信设备1850具有在头顶延伸的头带1854和吊杆1856。微型显示器1852位于长度可调的吊杆1856上。吊杆除了长度可调，吊杆可绕与头带的连接处转动。在一个优选实施例中，吊杆还具有置于可变长度的部分和微型显示器之间的轴，用于侧转。
头戴式个人通信设备具有耳机1850，被置于吊杆和头带的连接处。头带有结1860，结1860包含了电子装置和供电电池。电子装置包括无线接口，例如蓝牙接口，用于和临近个人通信设备的基本单元300交互。图54C-54G示出了头戴式个人通信设备的其他视图。
图55A和55B示出基本单元300。尽管基本单元300与外壳304内的显示观察区302一起示出，但显然，当和头戴式个人通信设备一起使用时，基本单元不需要显示观察区。观察区302具有透镜306，用户可以通过透镜306像前面所描述的那样观察微型显示器。微型显示器的放大倍数能够使用置于外壳304顶部的旋钮308进行调节。
基本单元300接收在微型显示器本地或者在头戴式设备上面显示的图像信息。图像信息既可以存储在虚线部分所示的能被插到基本单元300的外壳304内的插槽312中的智能卡210上，图像信息也可以存储在虚线部分所示的存储器卡214中，存储器卡214能插入外壳304内的第二个插槽316中，或由置于外壳304内的无线收发机接收。
基本单元300可能具有置于外壳304顶部的五路选择开关318。外围四个按钮350允许光标在微型显示器上运动，中心按钮352用于选择项目。用户可以从微型显示器上面的菜单选择信息。被选中的信息能被无线传输。使用由外壳上面的开口可接触到的开关320打开或关闭基本单元300。图54A-54G所示的头戴式设备可能有其自身的off/on开关或可能在基本单元关闭的时具有待机模式。
基本单元300在前侧可能具有一套扬声器。与图像类似，声音有三种来源智能卡210、存储器卡214或者通过无线传输。
虽然示出了智能卡和存储器卡，但另一个实施例另可能包括微型CD ROM或者其它可插入的存储介质和传感器。
除了使用五路开关318和微型显示器作为虚拟键区输入数据和指挥基本单元300外，基本单元可能具有通过外壳304上的开口356访问的麦克风，用于和语音命令一起使用，在存储器卡或者其他可插入的存储介质上记录或者通过无线传输。头戴式个人通信设备的调杆可能具有，并且在一个优选实施例中，具有可通过无线接口交互的麦克风。
在基本单元300除了具有通到头戴式设备的无线链路外还可能具有红外收发器358。红外收发器358能被用于在基本单元300和具有类似的红外收发器的计算机之间传输信息。红外收发器358也可以和具有鼠标跟踪操纵杆和一对鼠标按键的无线键盘一起使用。这种键盘可以折叠使其厚度不超过15mm，在键盘的一侧还有用于记笔记或者绘图输入的触摸板。显然，红外收发器能被用于替代扬声器用作无线头戴式耳机。
基本单元300具有包括一对CCD照相机357和359的照相机系统。照相机357之一在前侧，以便当用户持有基本单元观看微型显示器的时候，它瞄准着用户。另一个照相机359被置于后侧，用户能够用这个照相机拍摄笔记、物品、建筑物或者其他想要存储到存储器或传输的东西的照片。
在1998年9月29日授权的NO.5,815,126号美国专利和1999年5月10日授权的NO.09/309,155号美国专利中对与头戴式微型显示器相关的包括照相机的传感器做了更详细的描述，这些文献的内容都通过在此引述而合并于本文。
参考图56，盖1864、印制电路板1868和电池1870被从头戴式个人通信设备的结1860中拆取出来。印刷电路板1868具有无线接收器和用于显示器的控制电路，此外印刷电路板具有用于麦克风和扬声器的电路。显示器、麦克风和扬声器通过在头戴式耳机中走过的电线相连。
图57示出头戴式设备上的控制电路。数字控制电路40获取由来自基本单元的无线接口发送的图像并且将图像显示在微型显示器110上。数字控制电路400具有用于从天线上接收图像数据的接口/处理器。处理器402通过时序控制电路410把要显示的数据发送到存储器406或者闪存408。图像数据可以是各种形式，包括串行或并行数字数据、模拟RGB数据、复合数据或者s-video。
时序控制电路410从接口/处理器接收时钟和数字控制信号，微型显示器电路110和背光系统266都由时序控制电路410控制。时序控制电路410通过多条线路411向背光系统266发送控制信号。来自时序控制电路410的控制信号控制微型显示器110上和图像相关的LED 270的闪光。LED 270闪光的时刻、持续时间和光强受到控制。
图像数据要通过数模转换器412从时序控制电路410传送到微型显示器110。模拟图像数据/信号沿着两条路径发送。其中一条路径中信号要通过反相器414。随着开关416切换每个子帧上的输入，模拟视频信号和反相的模拟视频信号被交替馈入微型显示器110。此外，输入到显示器110中并被施加到反相电极144的公共电压(VCOM)由开关418在两种电压值之间切换。用于切换显示器的视频和VCOM的开关416和418由来自时序控制电路410的帧控制线420控制。
时序控制电路410通过线路422和424向微型显示器110发送垂直扫描脉冲、垂直时钟、行扫描脉冲和行时钟。线428将就绪、复位、写入使能、输出使能、颜色使能、地址和数据信号导入存储器406/408以控制对上述显示器110的图像帧传输，这些线都是通过头戴式单元扩展的电线的形式。
头戴式个人通信设备上的显示器的能被做成和上面描述的那些类似的尺寸。显示器可以如图14C所示直接观看。在一个优选实施例中，图像被反射偏离棱镜/单向透视玻璃，如图58所示。
图像显示在几英尺以外的地方，当显示器关闭的时候，用户可以看到其前方的图像。众所周知，棱镜/单向透视玻璃能够包括用于将显示器从眼前移走的光路。光学器件能被定制成和用户的眼镜协同工作。
图59是一种具有包含扬声器1324的翻盖1322的蜂窝/无线手机1320的透视图。翻盖上面配备有文本数字显示器1326、键区1328、麦克风1330和位于显示器模块1334中的显示器1332。图5示出翻盖22处于合上的位置。
参考图60，示出无线电话1320的翻盖1322打开，露出扬声器1324和键区1328。显示器模块1334能绕第一个轴35旋转；也能绕第二个轴36，即相对于主机壳1338横向延伸的轴进行旋转。显示模块1334具有用于聚焦显示器1332上的图像的聚焦按钮40。在1995年11月30日递交的申请号为NO.08/565,058的美国专利申请文件中对彩色显示器的光学系统有描述，这里将其所有内容通过引用而引入。关于彩色显示器光学系统的其他详细描述在Jacobsen等1997年11月10日递交的申请号为No.08/966,985，名为“便携式通信系统的反射式微型显示器”的美国专利申请中有描述，这里将其所有整个内容通过引证而合并于本文。
在一个实施例中，显示模块1334和主外壳1338的长度和宽度大约分别是4.7英寸和1.65英寸。电话1320的厚度大约是1.0英寸。
参考图61和62，无线电话具有天线1344。如图66所示，主外壳1338具有用于存取电池1348的电池盖1346。
参考图63，示出翻盖1322处于合上的位置，上面载有文本数字显示器1326、键区1328、麦克风1330和安放显示器1332的显示器模块1334。模块1334可能包括显示器、诸如单色或者彩色LED阵列的光源，以及放大显示器上图像的光学透镜系统。聚焦按钮1340没有被翻盖1322遮盖，可被看见。无线电话1320具有置于外壳1338侧面的电源开关1350，显然，电源开关1350也可能是成键区1328中的一个按键。
参考图64，示出翻盖1322处于打开的位置。此外，示出显示模块1334绕着轴1336相对于主外壳1338向上旋转，此外，显示模块1334绕着合叶1354上面一般与纵向轴1336垂直的轴进行旋转。
图65示出了无线显示器1320的底部。天线1344被示出从主外壳1338伸出。拉环1352可接触到，以允许从主外壳1338中移走电池盖1346。主外壳1338上的操纵杆或者称为多位开关1356能被用于选择显示器1332上的图像或者用于选择图67内的电话1370中的打印功能。电话1320能够通过语音命令激活。
在1997年9月30日递交的申请号为No.08/942,272，题为“照相机彩色显示系统”的美国专利申请和1999年12月14日递交的申请号为No.09/460,960，题为“便携式微型显示器系统”的美国专利申请中对显示器的驱动和电路进行了描述，这里将其整个内容通过引证而合并于本文。此外，在1997年9月30日递交的申请号为No.08/942,272题为“照相机彩色显示系统”的美国专利申请中对多路驱动显示器进行了介绍，这里将其整个内容通过引证而合并于本文。当把无线电话1320从脸部的左侧或者右侧切换的时候，它里面的电路可以使得图像反相或旋转180度。电话内印制电路板上的倾斜传感器可以指示电路电话被放在哪个位置。
无线电话1320可能具有照相机，由该照相机拍摄的电子图像能通过电话1320传输。显示器1320用于观看照相机单元记录的图像。使用键区1328选择要被记录的图像。上面详细描述了与头戴式显示器和无线电话相关的包括照相机功能的传感器，该描述也存在于1998年9月29号授权的No.5,815,126号美国专利和1999年5月10日递交的No.09/309,155号美国专利申请中，这里将其所有内容通过引证而合并于本文。
参考图67，示出和在图59到图65中所示的类似的具有即时打印装置的无线或蜂窝电话。线或蜂窝电话1320具有部分分离的翻盖1322，翻盖的上面有扬声器1324。翻盖1322能遮盖文本数字显示器1326、键区1328、麦克风1330和显示器模块1334中的显示器1332。
在显示模块1334中，在图67中其外壳被部分地打开，具有背光1362的微型显示器1360被与打印平面924间隔开，插入微型显示器1360和打印平面924中间的是单向透视玻璃、棱镜、回转镜或其他允许选择是将微型显示器1360的图像投射在显示屏面上或者投射在光学系统中观看的装置1364。
在上面更详细讨论的电子装置和电路都位于主外壳1338内，电子装置和电路能够允许在用于观看的彩色顺序显示模式或具有多色LED或者是单个“单色”LED的单色打印模式之间切换。
尽管图示的具有即时打印的蜂窝电话的实施例使用相同的显示器用于观看和打印，显然这些功能也可分别由两个专用微型显示器完成，一个用于观看，一个用于打印。这种情况，在一个优选实施例中，用于观看的微型显示器是彩色顺序型显示器，而用于打印的微型显示器则是较低速度的具有3色LED的单色显示器；或者如果希望是单色图像，只用一个LED。即时/数字打印以和上面针对图46-48所描述的类似的方式工作。
图68、69示出与图59-66中所示电话1320类似的无线/蜂窝电话1610的透视图。不过，无线电话1610中除了配置有带显示屏1332的显示器模块1334外还有照相机模块或插件1612。
与无线电话1320类似，1610具有带有扬声器1324的翻盖1322。翻盖1322可以覆盖住文本数字显示器1326、键区1328和麦克风1330。
显示模块1334能够绕第一个轴35旋转，或者绕相对主机壳1338横向延伸的第二个轴36旋转。照相机模块1612具有CCD、CMOS或者其他图像采集机构1614。采集的图像数据可能是静止的图像或视频流。
照相机模块1612可以相对显示模块1334进行旋转。图68示出照相机模块1612的CCD装置1614朝上，图69示出照相机模块1612的背面向上。
图70A和70B示出另外一种无线电话1630。电话1360具有能够覆盖文本数字显示器1634和键区1636的翻盖1632。翻盖1632包含麦克风1638。无线电话1630具有微型显示器1332。如图70B所示，无线电话1630的侧面具有多个控制按钮和摇杆1640。
图71A示出一种无线显示系统1650，无线显示系统1650具有微型显示器1652。显示系统1650具有用于把图像聚焦到显示器1352上的聚焦按钮1654。显示系统1650具有轻触打开式麦克风1656，如图71B所示。显示系统1650具有滚轮1658和控制按钮1660，用于选择显示屏1352上的图像和用于与数据、图像、或者语音节点进行无线连接。显示系统1650具有兼作腰夹的形状的扬声器1660。
图72A-72D中示出具有Internet浏览器和寻呼机功能的无线电话1700。无线电话1700具有微型显示器1702。无线电话1700具有用于把图像聚焦到微型显示器1702上的聚焦滑动旋钮1704。如图72B所示，无线电话1700具有轻触打开式麦克风1706。无线电话1700上的四位置选择按钮1708用于选择显示屏1702上面的图像、用于和数据、图像、或者语音节点进行无线连接。无线电话1700具有扬声器1720。
如图72C和72D，无线电话1700具有可从外壳1724中拔出的天线1722。
尽管图示的具有即时打印的蜂窝电话的实施例使用相同的显示器用于观看和打印，显然这些功能也可分别由两个专用微型显示器完成，一个用于观看，一个用于打印。这种情况，在一个优选实施例中，用于观看的微型显示器是彩色顺序型显示器，而用于打印的微型显示器则是较低速度的具有3色LED的单色显示器；或者如果希望是单色图像，只用一个LED。即时/数字打印以和上面针对图46-48所描述的类似的方式工作。
参考图73，示出可以被插到扩展坞1402上的无线或蜂窝电话1400。如图74所示，扩展坞1402具有微型显示器1404，显示器1404具有用于通过透镜1406将图像投射到镜面1408上的背光。镜面1408将图像重定向，以投射到要曝光的胶片1410上。如图73所示，胶片1410从扩展坞1402上的槽1412中抽出并得以冲洗。被写在显示器1404上的图像从插在扩展坞1402上面的无线电话1400被接收。图像可能是来自电话1400内部的数据或者通过无线传输收到的数据。
图75A-75C示出了一种用夹子相连的即时打印单元1420，打印单元1420和无线电话1424的观察透镜1422一起在胶片1410上产生图像。用夹子相连的显示器1420被挨着观察透镜1422放置，以便即时打印单元1420上的透镜1426将观察透镜1422的图像聚焦到胶片1410上。与前面的实施例类似，胶片1410从单元的槽1428中抽出并得以冲洗。在一个这种类型的实施例中，能够想得到，在用夹子相连的即时打印单元1420中所用的胶片1410的速度和类型都不会变化，以便无线电话1424内部的微型显示器1404产生的图像不需要为对不同的胶片类型进行补偿而改变。
参考图76A和76B，蜂窝电话1440具有微型显示器1404和用于将图像投射到观察透镜1444上的镜面1442。镜面1442是可旋转的，以便来自微型显示器1404的图像可以通过无线电话1440的第二通道1446，被第二透镜1448和第二镜面1450聚焦到置于蜂窝电话的用夹子连接的打印附件内的胶片1410上面。
图77示出用夹子相连的折叠式镜面打印单元1460的另一个实施例。在这个实施例中，显示器，即微型显示器1404位于无线电话1464上的观察透镜1462的下面。用夹子相连的折叠式镜面打印单元1460具有用于将图像聚焦到朝着镜面1468的观察透镜1462上面的第二透镜1466。镜面1468将图像重定向到即时胶片1410。胶片可以从用夹子相连的折叠式镜面打印单元1460的外壳上的槽中抽出。
参考图78A，示出了即时打印单元1480被部分分离开的透视图。即时打印单元具有带有用于写入和照明图像的背光的微型显示器1404。临近微型显示器1404的透镜1482将图像投射到镜面1484上面。镜面1484将图像重定向到胶片1440上。单元1480上的门1486允许装载和卸载胶片盒1488。槽1490允许将胶片1410从单元1480中取出，冲洗和观看。槽1440可以被合并到门1486中。
图78B示出即时打印单元1480的剖视图，其中用于写入微型显示器1404的数据通过电缆1492传入该单元。用于写入图像的电子电路1496与图46和图48中所示的类似。虽然示出的是电缆，但显然也可以采用其他类型的接口例如无线、蓝牙或者红外等。
可以发现，胶片的尺寸可以是显示器把图像投射到小于整个胶片的面积上，并且显示器透镜单元1500相对胶片1502移动时要把整个胶片展示给图像。参考图79A和79B，来自胶片的四分之一的图像被写入微型显示器1404。如果微型显示器1404要产生三(3)种图像红色、绿色和蓝色图像，与第一种颜色相关的图像被写入显示器，灯光被示出用于照亮胶片上恰当的像素。然后，关闭LED，与另一种颜色相关的下一幅图像被写入，并且分别的灯光出现或闪光。用于产生该四分之一的三种颜色都完成后，带有微型显示器和透镜的显示器透镜单元1500相对胶片1502移动使得另一个象限与显示器透镜单元1500对齐并且能够被曝光示，如图79B所示。
另外一种完成胶片四分之一的方法是照亮沿着长度或者宽度延伸的显示器1652照亮胶片或显示纸1650的一条，如图80A所示。显示器可能具有如图80B所示用于聚焦图像的透镜1654；或者如图80C所示，更接近到只照亮一部分。当把胶片的一部分照亮后，胶片或者显示器单元相对彼此运动。显然，显示器单元可能是所示的矩形，或者更加接近方形以便照亮更大的一条。
图80D示意性地表示了具有单行象素1660的微型显示器1658。显然，微型显示器1658可能具有单条、两条或者更多行像素。如图80E所示，第一行1662被投射到胶片上，然后显示器1658和胶片1650彼此相对运动，以和第二行1664对齐，随后第二行被投射到胶片材料1650上。每个条或者每行都被投射到胶片的“第n”(相应)行上。
虽然示出了照相机、电话、电话扩展坞中的即时打印机，但是显然使用微型显示器的即时打印机能被制作到各种设备内，包括PDA、摄像机、计算机、VCR、DVD、电视等等。此外，即时打印机还能被制作到用于类似设备的扩展坞内。
即时打印机可能是用于图像处理店或者便利店里的商用图像打印机的部件。该设备能够在为顾客准备的小房间里使用。小房间可以从存储设备、照相机接收输入，并可能具有其自己的内置静态照相机或者摄影机。
如同前面针对蜂窝电话所述，要打印的图像可以通过无线或者内部传到设备中。此外，也可以从MPEG或者NTSC等视频中捕获图像。同样，数据可以来自存储器卡、计算机磁盘、红外源、蓝牙、诸如RS-232、USB、或防火墙等计算机接口，或者无线。
参考图81A是，示出和无线电话1552相连的扩展坞1550。扩展坞1550具有插头1554，用于连到接无线电话1552中的数据连接器1556，如图81B所示。扩展坞1550的插头或接口连接器1554与印制电路板1560相连，印制电路板1560具有用于驱动微型显示器1562和背光1564的驱动电路。用户通过透镜1566观看微型显示器1562。透镜1566、微型显示器1562和背光1564置于在如图81D所示打开位置和如图81C所示关闭位置之间转动的插件1568上。
图82A和82B示出了具有微型显示器1682和照相机单元1684的无线蜂窝电话1680的前面和反面。微型显示器1682和照相机单元1684被置于独立的可以相对于键区部分1688转动的外壳1686上，与图56-64中所示的类似。图82C示出了包含数码相机1684和相对键区部分1688旋转过的微型显示器1682的独立外壳1686。
图83示出了具有微型显示器1692的无线电话1690的侧视图。其一部分被分离以示出从微型显示器1692和背光1694到观察透镜1696的图像的重定向。图83中，镜面1698用于重定向图像。类似的被放大的视图见图84B。此外，如图84A所示，棱镜1699能被用于重定向图像。
虽然本发明已经被参考其优选实施例特别示出和描述，但本领域熟练技术人员能够理解，不偏离由所附权利要求限定出的本发明的精神和范围，就能进行形式和细节上的各种修改。
权利要求
1.一种无线电话，包括带有键区的外壳；有源矩阵液晶显示器；支撑所述液晶显示器的显示器外壳，所述显示器外壳可旋转的固定在所述外壳上；图像传感器装置；支撑所述图像传感器装置的照相机外壳，所述照相机外壳可旋转的固定在所述显示器外壳上.
2.如权利要求1所述无线电话，其中，所述图像传感器装置是电荷耦合器件(CCD)。
3.如权利要求1所述无线电话，其中，所述图像传感器装置是CMOS型。
4.如权利要求1所述无线电话，其中，所述有源矩阵液晶显示器是彩色顺序显示系统，还包括三色发光二极管(LED)背光。
5.如权利要求1所述无线电话，还包括所述外壳上带有的文本数字显示器。
6.如权利要求1所述无线电话，其中，所述有源矩阵液晶显示器具有包含至少是320×240的阵列的和小于160平方毫米的有源面积的像素电极阵列。
7.如权利要求6所述无线电话，其中，所述像素电极阵列包括至少是640×480的阵列。
8.如权利要求1所述无线电话还包括用于承载键区的翻盖。
9.一种一步成像照相机，包括用于记录图像的图像传感器装置；用于从所述图像传感器获取电子图像并处理所述图像的控制电路；有源矩阵液晶显示器，所述显示器具有至少是320×240和小于200平方毫米的用于接收处理过的图像的有源面积的像素电极阵列；照亮所述液晶显示器的发光二极管(LED)装置；照像平面；和用于将所述显示器的图像聚焦在所述照像平面上的透镜。
10.如权利要求9所述一步成像照相机，其中，所述像素电极阵列包括至少是640×480的阵列。
11.如权利要求9所述一步成像照相机，其中，外壳体积小于1000立方厘米。
12.如权利要求9所述一步成像照相机，其中，外壳体积小于750立方厘米。
13.一种无线微型显示器系统包括具有至少是320×240和小于200平方毫米的有源面积的像素电极阵列的有源矩阵液晶显示器；用于观看所述显示器的光学系统；用于接收和发送信息的无线收发器；话筒；和用于选择图像的选择按钮。
14.如权利要求13所述无线微型显示器，其中，所述话筒形成腰夹并且还包括下翻的麦克。
15.一种产生打印的方法，包括步骤提供数字图像；把所述数字图像分割为多个图像，每个与一种特定颜色相关；驱动有源矩阵液晶显示器写入和一种特定颜色相关的图像；通过液晶显示器投射光以便把所述液晶显示器的图像投射到感光纸上；并且对其他颜色重复所述驱动和投射过程。
16.一种便携式通信系统，包括；外壳；所述外壳带有的无线接收器；用于产生由所述无线接收器以电子方式接收的图像的有源矩阵液晶显示器；外壳带有的设置来接收在所述有源矩阵液晶显示器上形成的图像并把所述图像放大至少两倍的透镜；和外壳带有的数字打印机，用于打印在所述液晶显示器上形成的图像。
17.如权利要求16所述便携式通信系统，其中，所述无线接收器是作为移动电话的一个元件的无线收发器。
18.如权利要求16所述便携式通信系统，其中所述液晶显示器既被用于观看也被用于数字打印。
19.如权利要求16所述便携式通信系统，其中，至少有两个液晶显示器，第一个液晶显示器用于观看，第二个液晶显示器起到数字打印的光阀作用
20.如权利要求16所述便携式通信系统，其中，数字打印机具有获取电子图像并处理所述图像的控制电路；从所述控制电路接收剪裁过的所述图像的有源矩阵液晶显示器；和照亮所述液晶显示器的背光。
21.如权利要求20所述数字打印机，还包括用于将所述显示器的图像聚焦在照像平面上的透镜。
22.如权利要求20所述数字打印机，其中，有源矩阵显示器是单色显示系统并且背光是三色发光二极管(LED)背光。
23.如权利要求20所述数字打印机，其中，背光是发光二极管(LED)。
24.如权利要求16所述便携式通信系统，还包括具有用于记录图像的电荷耦合器件(CCD)的一步成像照相机；用于从CCD获取电子图像并处理所述图像，并发送到所述数字打印机的控制电路。
25.一种数字打印机，包括用于获取电子图像并把所述图像处理到多个像素的控制电路，每个像素具有至少两种颜色的特定电平；具有像素电极阵列的有源矩阵液晶显示器；用于把整个像素电极阵列驱动到与第一液晶状态相等的电压，然后选择性地将像素电极转换到依赖于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压的驱动电路；和和每个颜色相关的照亮所述液晶显示器的光源。
26.如权利要求25所述数字打印机，其中，一种或多种颜色的电平为零。
27.如权利要求25所述数字打印机，其中，第一液晶状态是清澈的，第二液晶状态是黑色的。
28.如权利要求25所述数字打印机，其中，第一液晶状态是黑色的，第二液晶状态是清澈的。
29.如权利要求25所述数字打印机，还包括用于把所述显示器的图像聚焦在照相平面上的透镜。
30.如权利要求25所述数字打印机，其中，光源是具有三色发光二极管(LED)的背光。
31.如权利要求30所述数字打印机，还包括位于照像平面上的照像薄膜。
32.如权利要求25所述数字打印机，其中，所述像素电极阵列是至少320×240的阵列并具有小于160平方毫米的有源面积。
33.如权利要求32所述数字打印机，其中，所述像素电极阵列包含至少640×480的阵列。
34.如权利要求33所述数字打印机，还包括用于把所述显示器的图像聚焦在照相平面上的透镜。
35.如权利要求34所述数字打印机，其中，所述光源是具有三色发光二极管(LED)的背光。
36.一种一步成像照相机，包括用于记录图像的电荷耦合器件(CCD)；用于从CCD获取电子图像并且把所述图像处理到大量像素上的控制电路，每个像素都有至少2种颜色的特定电平；具有多个像素电极的有源矩阵液晶显示器；用于把整个像素电极阵列驱动到与第一液晶状态相等的电压，然后选择性地将像素电极转换到依赖于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压的驱动电路；和和每个颜色相关的照亮液晶显示器的光源；照相平面；和把液晶显示器的图像聚焦在所述照相平面上的透镜。
37.如权利要求36所述一步成像照相机，其中，一种或多种颜色的电平为零。
38.如权利要求36所述一步成像照相机，其中第一液晶状态是清澈的，第二液晶状态是黑色的。
39.如权利要求36所述一步成像照相机，其中第一液晶状态是黑色的，第二液晶状态是清澈的。
40.如权利要求36所述一步成像照相机，其中像素电极阵列包含至少为320×240的阵列并具有小于160平方毫米的有源面积。
41.如权利要求40所述一步成像照相机，其中，像素电极阵列包含至少为640×480的阵列。
42.如权利要求36所述一步成像照相机，其中，外壳体积小于1000立方厘米。
43.如权利要求42所述一步成像照相机，其中，外壳体积小于500立方厘米。
44.如权利要求43所述一步成像照相机，其中，像素电极阵列包含至少为320×240的阵列并具有小于160平方毫米的有源面积。
45.一种产生打印的方法，包括步骤提供数字图像；把所述数字图像分割为至少两个电子图像，每个电子图像与一种特定颜色相关；把和每种颜色相关的电子图像处理到多个像素上，每个像素具有和特定相关颜色相关的特定电平；把整个有源矩阵液晶显示器的像素电极阵列驱动到与第一液晶状态相等的电压；和选择性地把像素电极转换到与依赖于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压；通过液晶显示器投射和特定颜色相关的光以便把液晶显示器的图像投射到感光纸上；重复地选择性地把电极转换到与依赖于和颜色之一相关的特定电平的第二液晶状态相等的电压并针对几个特定电平投射和颜色之一相关的光；和对其他颜色重复该过程。
46.如权利要求45所述方法，其中，一种或多种颜色的电平为零。
47.如权利要求45所述方法，其中，第一液晶状态是清澈的，第二液晶状态是黑色的。
48.如权利要求45所述方法，其中，第一液晶状态是黑色的，第二液晶状态是清澈的。
全文摘要
一种有源矩阵彩色液晶显示器，其具有有源矩阵电路，对置电极板和插入的液晶层。有源矩阵显示器被置于便携式微型显示系统内。图像被写入显示器，从而导致液晶移动到特定的图像位置。闪光光源来照亮显示器。象素电极被设置为特定值，导致液晶向期望的位置移动。写入、闪光和设置电极光强值以重定向液晶产生图像的过程被重复。便携式系统可能包括数码相机、蜂窝电话、具有数字即时打印的蜂窝电话、便携式摄像机、平视显示器、即时打印照相机和传呼机。
文档编号G02F1/13GK1444819SQ01813255
公开日2003年9月24日 申请日期2001年5月24日 优先权日2000年5月24日
发明者马修·泽瓦瑞奇, 弗雷德里克·P·赫尔曼, 阿伦·理查德, 罗纳德·P·盖勒, 达威·埃乐特森, 约翰·C·C·范恩, 罗德尼·J·本加德勒 申请人:科比恩公司