JP2014222299A - 画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ペーパーの表示用において、適切な残像消去を可能にする。【解決手段】画像表示装置において、電子ペーパーを備えた表示部と、フレームバッファーと、表示制御部と、アプリケーションプログラムに基づいて動作し、ＧＵＩライブラリーのＧＵＩ部品を用いて電子ペーパーに表示させる表示画像の描画要求を行うアプリケーション処理部と、アプリケーションプログラムからの描画要求に応じて対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラムを実行する描画処理部と、を含み、表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、表示画像の描画処理を行う際に電子ペーパーの残像消去処理が行われることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法に関する。

近年、視認性に優れ、消費電力が小さい等の利点をもつ電子ペーパーの需要が増しており、電子書籍リーダー（電子ブックリーダー）、電子看板（デジタルサイネージ）、一部の携帯電話機等に利用されている。

これらの電子機器において電子ペーパーに表示する画像を生成するアプリケーションは多様かつ複雑なものとなっており、その開発を容易にするために、あらかじめデータ構造やライブラリー関数が定義されたアプリケーションフレームワーク（「ＧＵＩツールキット」とも呼ばれる）が利用される。このアプリケーションフレームワークは、電子機器のメモリーに格納され、組み込みのＯＳ上でＧＵＩ（Graphical User Interface）システム（「グラフィックシステム」とも呼ばれる）として動作する。

ＧＵＩシステムにおけるアプリケーションの描画は、ＧＵＩシステムから描画イベントが通知された時に当該描画イベントのハンドラー内で完了することが基本かつ必須とされている。これにより、描画処理の管理をＧＵＩシステムに任せることができるので、アプリケーションが描画処理を詳細に管理しなくて済む。

しかし、図１８、１９に示すように電子ペーパーには特有の残像現象がある。電子ペーパーに表示されている白領域と黒領域のある画像５１０に白５２０を描画した場合、同じ白で書いても前の色によって白さが異なる。５３０は、前の色が白の場合の白さを示しており、５４０は前の色が黒の場合の白さを示している。

また文字等の文書を電子ペーパーに書く場合、何度か表示を更新しているうちに図１９の５５０に示すように裏移りのような状態になる。

また図２０に示すように電子ペーパーには特有の黒滲み現象がある。実際に黒で表示した部分よりも黒の領域が広がるため、同じ文字を別の色（白）で上書きしても同図のように輪郭が残ってしまい黒滲み現象が発生する。

特開平５−１２８２６４号公報

電子ペーパーのアプリケーション開発において、汎用のＧＵＩライブラリーを使用する場合には、ボタンやダイアログなどのＧＵＩ部品のイベントハンドラにおいて、描画を行う度に上記の特有の残像現象や黒にじみ現象を防止するための残像消去処理を行う必要がある。つまり、電子ペーパーの表示を行うアプリケーションは、画面の表示を更新する度に残像・黒滲みの消去のためにCleanupを実行しなければならない。

Cleanupには数種類（フラッシュが少ないがあまり綺麗にならないもの〜フラッシュが目立つが確実に残像を消去するもの）あって、使い分けが必要であったり、Cleanupの実行タイミングは、フレームバッファーからＥＰＤパネルへの表示反映の停止・再開による同期が必要であったりと、Cleanup実行は複雑である。そして一般のアプリ開発者には馴染みがないため、アプリケーションプログラムにおいて、適切な残像消去処理を行うことは大変であった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ＧＵＩライブラリーを利用する電子ペーパーの表示用のアプリケーションにおいて、アプリケーションで残像消去を行わなくても適切な残像消去が可能な画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法を提供することができる。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

（１）本適用例は、電子ペーパーを備えた表示部と、表示部に表示する画像データを格納するためのフレームバッファーと、前記フレームバッファーに書き込まれた画像データに対応する画像を前記表示部の前記電子ペーパーに表示させる制御を行う表示制御部と、
アプリケーションプログラムに基づいて動作し、ＧＵＩライブラリーのＧＵＩ部品を用いて電子ペーパーに表示させる表示画像の描画要求を行うアプリケーション処理部と、前記ＧＵＩライブラリーを構成するＧＵＩ部品はオブジェクト指向のクラス階層構造を有しており、アプリケーションプログラムからの描画要求に応じて、対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラムを実行して、描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データを前記フレームバッファーに書き込む処理を行う描画処理部と、を含み、前記描画処理部は、前記表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、前記電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、表示画像の描画処理を行う際に、電子ペーパーの残像消去処理（クリーンアップ処理）を行う画像処理装置に関する。

また本適用例は、電子ペーパーに対する表示制御を行うプログラムであって、アプリケーションプログラムから呼び出され電子ペーパーに対する表示制御を行うＧＵＩライブラリーを構成し、前記ＧＵＩライブラリーを構成するＧＵＩ部品はオブジェクト指向のクラス階層構造を有しており、アプリケーションプログラムからの描画要求に応じて、対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラムを実行して、描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データを電子ペーパーに表示する画像データを格納するためのフレームバッファーに書き込む処理を行う描画処理部と、してコンピューターを機能させ、前記描画処理部は、前記表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、前記電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、表示画像の描画処理を行う際に、電子ペーパーの残像消去処理（クリーンアップ処理）を行うプログラムに関する。

また、本適用例は、上記に記載されたプログラムが記憶されている記録媒体に関する。

また本適用例は、電子ペーパーを有する画像処理装置の製造方法であって、オブジェクト指向のクラス階層構造を有するＧＵＩ部品からなるＧＵＩライブラリーの、表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品に、電子ペーパーの残像消去処理を組み込む修正を行うステップと、ＧＵＩライブラリーを使用してＥＰＤの表示制御を行うアプリケーションを作成するステップと、修正したＧＵＩライブラリー及び作成したアプリケーションを電子ペーパー有する機器に実装するステップと、を含む画像処理装置の製造方法に関する。

本適用例によれば、ＧＵＩライブラリーを利用する電子ペーパーの表示用のアプリケーションにおいて、アプリケーションで残像消去を行わなくても適切な残像消去を行うことができる。従って電子ペーパー特有の残像処理を考慮しなくてもアプリケーションの開発が可能となる。

またＧＵＩライブラリーの描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品に電子ペーパーの残像消去処理（クリーンアップ処理）を組み込むだけでよく、そこから派生する各種の部品や新規の部品にも実装を追加することなく適用可能である。

また各ＧＵＩ部品の内容に応じた最適な残像消去処理を確実組み込んで提供することができるので、アプリケーション開発者が、用法をまちがうリスクがない。

（２）本適用例に係る画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法において、前記アプリケーション処理部は、前記ＧＵＩ部品に対して表示画像の描画位置情報を指定して描画要求を行い、前記描画処理部は、前記描画位置情報に基づき、残像消去処理を行う領域の位置を決定して電子ペーパーの残像消去処理を行ってもよい。

残像消去処理に伴うちらつきは、残像消去処理の対象領域が小さいほうが目立たないので、必要な領域だけに残像消去処理を行うことがこのましい。

このようにすれば、アプリケーションで意識しなくても、必要な領域だけに残像消去処理を行うことができるので、残像消去処理に伴い発生するちらつきを最小限に抑えた残像消去処理を行うことができる。

（３）本適用例に係る画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法において、前記描画処理部は、表示画像の種類、又は描画内容（例えば接触位置情報）に基づき、残像消去処理を行う領域のサイズを決定し、決定したサイズの領域について電子ペーパーの残像消去処理を行ってもよい。

このようにすれば、アプリケーションで意識しなくても、必要なサイズの領域だけに残像消去処理を行うことができるので、ちらつきを最小限に抑えた残像消去処理を行うことができる。

（４）本適用例に係る画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法において、前記描画処理部は、前記基底クラスのＧＵＩ部品は、複数の異なる種類の残像消去処理が組み込まれており、派生クラスで実行するＧＵＩ部品の種類又は描画する画像の種類に応じて、残像消去処理の種類を決定して、決定された種類の残像消去処理を行ってもよい。

この様にすると、アプリケーションで意識しなくても、画像の種類に応じて適切な種類の残像消去処理を行うことができる。

（５）本適用例に係る画像処理装置、プログラム、情報記憶媒体および画像処理装置の製造方法において、前記ＧＵＩライブラリーは、前記基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを変更するカスタマイズ用ＧＵＩ部品を含み、前記アプリケーション処理部は、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品を用いて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを所与の内容に変更するための変更要求を行い、前記描画処理部は、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品が、前記変更要求に応じて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを所与の内容に変更してもよい。

この様にすると、アプリケーションから基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理のカスタマイズを行うことができる。従ってアプリケーションでＧＵＩライブラリーで用意されている残像消去処理と異なる残像消去処理を行いたい場合にも、対応可能である。

本実施形態の画像処理装置の構成例を示す図。 電子ペーパーの残像消去処理について説明するための図。 汎用のＧＵＩライブラリーのＧＵＩ部品のクラス構造例を示す図。 表示画像の描画に関するクラス階層例（簡易化した例）を示す図。 ハードウェア／ソフトウェア階層におけるデータの流れを示す図。 ボタンオブジェクトを表示する場合の残像消去領域について説明するための図。 「落書き」を表示する場合の残像消去領域について説明するための図。 残像消去用Cleanupの種類と特徴について説明するための図。 比較例の残像消去用Cleanup処理シーケンス例を示す図。 本実施の形態の残像消去用Cleanup処理シーケンス例を示す図。 本実施形態の電子書籍端末の外観図。 本実施形態の電子書籍端末内部のハードウェア構成例を示す図。 本実施形態における電気泳動表示装置のブロック図。 本実施形態における電気泳動表示装置の画素の構成例を示す図。 図１５（Ａ）は電気泳動素子の構成例を示す図であり、図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）は電気泳動素子の動作の説明図。 本実施形態の画像処理装置の一例を示す図。 本実施の形態の画像処理装置の製造方法を示すフローチャート。 電子ペーパーの特有の残像現象を示す図。 電子ペーパーの特有の残像現象を示す図。 電子ペーパーの特有の黒滲み現象を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．画像処理装置
１−１．構成
図１は、本実施形態の画像処理装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の画像処理装置１は、処理部（ＣＰＵ）１０、操作部２０、記憶部３０、表示制御部４０、表示部５０、音出力部６０、通信部７０を含んで構成されている。本実施形態の画像処理装置１は、図１の構成要素（各部）の一部を省略又は変更したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

操作部２０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を処理部（ＣＰＵ）１０に出力する。

記憶部３０は、処理部（ＣＰＵ）１０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。特に、本実施形態では、記憶部３０は、表示部５０に対する描画要求を伴う種々のアプリケーションプログラム３２、ＧＵＩライブラリー３８、画像データ等が格納されたデータファイル３４等が記憶されている。

ＧＵＩライブラリー３８は、アプリケーションプログラムから呼び出され電子ペーパーに対する表示制御を行うライブラリーであり、ＧＵＩライブラリー３８を構成するＧＵＩ部品はオブジェクト指向のクラス階層構造を有しており、アプリケーションプログラム３２からの描画要求に応じて、対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラム（メソット等を含む）を実行して、描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データを電子ペーパーに表示する画像データを格納するためのフレームバッファーに書き込む処理を行う描画処理部と、してコンピューターを機能させる。前記表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、前記電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、表示画像の描画処理を行う際に、電子ペーパーの残像消去処理（クリーンアップ処理）を行う。

また、記憶部３０は、処理部（ＣＰＵ）１０の作業領域としても用いられ、特に、本実施形態では、記憶領域の一部に、フレームバッファー３６が設けられている。

フレームバッファー３６は、データファイル３４に含まれる画像データやユーザーによる所定の入力操作に応じて作成された画像データ等を格納する記憶領域である。

音出力部６０は、スピーカー等の音を出力する装置であり、処理部（ＣＰＵ）１０から入力される信号に基づいて各種の音（音声も含む）を出力する。

通信部７０は、処理部（ＣＰＵ）１０の制御により、有線又は無線の通信ネットワークに接続された他の装置とのデータ通信を行うためのものである。

表示部５０は、電子ペーパー５２を備えて構成される表示装置であり、電子ペーパー５２には、フレームバッファー３６に格納されている画像データに対応する画像が表示される。電子ペーパー５２としては、種々の方式のものを用いることができる。例えば、帯電された粒子を移動させて表示を切り替える電気泳動方式のもの、帯電された粒子を回転させて表示を切り替える粒子回転方式のもの、磁気により粒子を移動させて表示を切り替える磁気泳動方式のもの、小型バッテリ駆動の薄型の液晶やＥＬ素子による表示方式のもの、強誘電液晶に代表されるメモリー性のある液晶による表示方式のものなどを適宜電子ペーパー５２として採用することができる。

表示部５０は、接触位置検出部５４を含んでいてもよい。接触位置検出部５４は、電子ペーパー５２に対する接触位置を検出し、接触位置の情報を出力するもので、たとえばデジタイザー等で実現することができる。

表示制御部４０は、フレームバッファー３６に書き込まれた画像データに対応する画像を表示部５０の電子ペーパー５２に表示させる制御を行う。

処理部（ＣＰＵ）１０は、記憶部３０に記憶されている各種のプログラムに従って、各種の計算処理や制御処理を行う。特に、本実施形態では、処理部（ＣＰＵ）１０は、入力操作検出処理部１２、アプリケーション処理部１４、描画処理部１６、画像データ転送処理部１８を含む。ただし、本実施形態の処理部（ＣＰＵ）１０は、これらの一部の構成（要素）を省略又は変更したり、他の構成（要素）を追加した構成としてもよい。

入力操作検出処理部１２は、操作部２０からの操作信号等に基づいてユーザーによる入力操作を検出する処理を行う。また、入力操作検出処理部１２は、接触位置検出部５４の検出結果に基づいて、電子ペーパー５２に対するユーザーの入力操作を検出してもよい。

アプリケーション処理部１４は、アプリケーションプログラム３２に基づいて動作し、入力操作検出処理部１２により検出された入力操作に応じた処理を行う。すなわち、処理部（ＣＰＵ）１０は、アプリケーションプログラム３２を実行することで、アプリケーション処理部１４として機能する。

描画処理部１６は、ＧＵＩライブラリー３８のＧＵＩ部品等のプログラムに基づいて動作し、アプリケーション処理部１４等からの描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データをフレームバッファー３６に書き込む処理を行う。

アプリケーション処理部１４は、アプリケーションプログラム３２に基づいて動作し、ＧＵＩライブラリー３８のＧＵＩ部品を用いて電子ペーパー５２に表示させる表示画像の描画要求を行い、描画処理部１６は、前記ＧＵＩライブラリーを構成するＧＵＩ部品はオブジェクト指向のクラス階層構造を有しており、アプリケーションプログラム３２からの描画要求に応じて、対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラムを実行して、描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データを前記フレームバッファーに書き込む処理を行う。ＧＵＩライブラリー３８の表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、前記電子ペーパー５２の残像消去処理が組み込まれており、描画処理部１６は、表示画像の描画処理を行う際に、電子ペーパー５２の残像消去処理（クリーンアップ処理）を行う。

ＧＵＩライブラリー３８は、あらかじめデータ構造やライブラリー関数が定義されたアプリケーションフレームワークであり、オブジェクト指向のクラス階層構造を有する複数のＧＵＩ部品で構成されている。ＧＵＩライブラリーは汎用に提供されているライブラリーでもよい。

アプリケーション処理部１４は、画像処理装置に実装されるアプリケーションプログラムがＣＰＵ等で実行されることにより実現してもよい。また描画処理部１６は、ＧＵＩライブラリー３８のＧＵＩ部品やオペレーティングシステム（フレームバッファードライバー等）がＣＰＵに実行されることにより実現してもよい。

アプリケーション処理部１４は、ＧＵＩ部品に対して表示画像の描画位置情報を指定して描画要求を行い、描画処理部１６は、描画位置情報に基づき、残像消去処理を行う領域の位置を決定して電子ペーパーの残像消去処理を行ってもよい。

描画処理部１６は、表示画像の種類、又は描画内容（接触位置情報）に基づき、残像消去処理を行う領域のサイズを決定して、決定されたサイズの領域について電子ペーパーの残像消去処理を行ってもよい。

表示画像（例えばボタンやダイアログ等、又は手書き入力、又は写真等の表示オブジェクトでもよい）の種類に応じて、描画する表示画像のサイズが決まるので、今回の表示画像及び過去の表示画像の少なくとも１つの表示画像の種類に基づき残像消去処理を行う領域のサイズを決定してもよい。

また表示部に対する落書き入力を描画する場合には、描画内容（接触位置の移動軌跡のサンプル点の座標等）に基づき、落書きを内包する領域（位置とサイズ）を求めて、残像消去処理を行ってもよい。

ＧＵＩライブラリー３８の表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品は、複数の異なる種類の残像消去処理が組み込まれており、描画処理部１６は、派生クラスで実行するＧＵＩ部品の種類又は描画する画像の種類に応じて、残像消去処理の種類を決定して、決定された種類の残像消去処理を行ってもよい。

前記ＧＵＩライブラリー３８は、前記基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを変更するカスタマイズ用ＧＵＩ部品を含み、アプリケーション処理部１４は、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品を用いて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを所与の内容に変更するための変更要求を行い、描画処理部１６は、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品が、前記変更要求に応じて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを所与の内容に変更してもよい。

ＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムは、例えばメソットとして記述されていてもよい。例えば基底クラスのＧＵＩ部品では、デフォルトの残像消去処理が第１の種別の残像消去処理である場合に、アプリケーションプログラムは前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品に呼び出して、デフォルトの残像消去処理を第２の種別に変更することを要求する変更要求を行うことができる。この様にすると、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品が、前記変更要求に応じて、基底クラスのＧＵＩ部品のデフォルトの残像消去処理を第２の種別に変更するので、その後は、デフォルトの残像消去処理は第２の種別となる。

なお、アプリケーションプログラム３２やデータファイル３４やＧＵＩライブラリー３８は、最初から記憶部３０に記憶されていてもよいが、処理部（ＣＰＵ）１０が、コンピューター読み取り可能な情報記憶媒体に記憶されているアプリケーションプログラム３２やデータファイル３４やＧＵＩライブラリー３８を読み出して、記憶部３０にダウンロードしてもよい。コンピューター読み取り可能な情報記憶媒体とは、例えば、光ディスク（コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）等）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク（ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フロッピー弟子空く（ＦＤ）等）、磁気テープ（デジタルデータストレージ（ＤＤＳ）等）、メモリー（フラッシュメモリー、メモリーカード、ＵＳＢメモリー等）等である。

あるいは、処理部（ＣＰＵ）１０が、通信部７０を介して、パーソナルコンピューター（サーバー）等の装置に記憶されているアプリケーションプログラム３２やデータファイル３４やＧＵＩライブラリー３８を受信して記憶部３０にダウンロードしてもよい。

１−２．電子ペーパーの残像消去処理
図２は、電子ペーパーの残像消去処理について説明するための図である。

電子ペーパーに表示されている第１の画像５６０を第２の画像５６２で更新すると第１の画像（前の画像）５６０の裏移りと黒滲みの残る画像５６４になるので、フレームバッファードライバーに対してCleanupコマンド（電子ペーパーの残像消去処理を行うコマンド）５７０を発行して電子ペーパーの残像消去処理５７２を行う必要がある。

電子ペーパーの残像消去処理５７２は、例えばＥＰＤコントローラー（電子ペーパー制御用のコントローラー）がＥＰＤパネル（電子ペーパーの一例）を全黒→全白→全黒にする制御を行うことで、電子ペーパーの画面が全黒→全白→全黒になってフラッシュする。これにより電子ペーパーには前の画像の裏移りと黒滲みが消えた第２の画像５６６が表示される。

１−３．ＧＵＩライブラリーを用いた表示制御
本実施の形態のアプリケーションは、電子ペーパーに表示を行う処理を記述する際に、汎用のＧＵＩライブラリー（あらかじめデータ構造やライブラリー関数が定義されたアプリケーションフレームワーク）のＧＵＩ部品（データ構造やライブラリー関数（描画関数等））、を用いて表示画像の描画要求を行う。

図３は汎用のＧＵＩライブラリーのＧＵＩ部品のクラス構造例を示す図である。

ＧＵＩライブラリー４００を構成するＧＵＩ部品４２０、４３０，４３２，４３４、４４０等は、オブジェクト指向のクラス階層構造を有している。オブジェクト指向言語（例えばＣ＋＋）の派生・継承を使用したクラス階層は、より基本的な機能のクラスからより複雑な機能を段階的に派生させている。例えばＧＵＩ部品４２０は、表示画像の描画に関するクラス階層４１０の基底クラスになる。ＧＵＩ部品４３０、４４０等はＧＵＩ部品４２０の派生クラスである。ＧＵＩ部品４３２、４３４等はＧＵＩ部品４３０の派生クラスである。なお基底クラス−派生クラスは、スーパークラス−サブクラス、親クラス−子クラスと呼ばれることもあるが、同義である。

図４は、表示画像の描画に関するクラス階層例（簡易化した例）を示す図である。

すべてのオブジェクトの基底クラス（ＧＵＩ部品４０２）の派生クラスとして、すべての表示画像の基底クラス（図３の表示画像の描画に関するクラス階層４１０の基底クラスのＧＵＩ部品４２０）がある。そしてすべてのボタンオブジェクトの基底クラス（ＧＵＩ部品４３０）の派生クラスとして、プッシュボタンのクラス（ＧＵＩ部品４３２）、ラジオボタンのクラス（ＧＵＩ部品４３４）、その他のボタンのクラスがある。例えばプッシュボタンのクラスのＧＵＩ部品４３２では、プッシュボタン特有の画像描画処理がメソッドとして定義され、すべてのボタンオブジェクトの基底クラスのＧＵＩ部品４３０では、すべてのボタンオブジェクトに共通な画像描画処理がメソッドとして定義され、表示オブジェクトの基底クラスのＧＵＩ部品４２０において、すべての表示オブジェクトに共通な画像描画処理及びCleanup処理がメソッドとして定義されている。

本実施の形態では、ＧＵＩライブラリー４００のすべてのクラス階層の中で、表示オブジェクトの描画に関するクラス階層４１０の中の基底クラス（表示に関するクラス階層の中の基底クラスと言い換えてもよい）、つまり表示機能に関しての最も基本的な表示処理の中に残像消去のCleanup処理を埋め込むこと（メソッドとして規定すること）により、そこから派生する上位のすべてのＧＵＩ部品４３０，４３２，４３４、４３６等において、自動的に残像消去が行われることになる。

すなわちアプリケーションプログラムからの描画要求（描画の指示＋描画対象の矩形情報）４５２は、表示のクラス階層の継承・派生の関係を逆方向に下り、各階層のクラスは、そのクラス特有の描画処理を行い、より基本的な処理については下位の基底クラスに描画を任す。例えばプッシュボタンのクラスのＧＵＩ部品では、プッシュボタン特有の画像描画処理が行われ、すべてのボタンオブジェクトの基底クラスのＧＵＩ部品では、すべてのボタンオブジェクトに共通な画像描画処理が行われ、表示に関係するクラスの基底クラスのＧＵＩ部品４２０において、すべての表示オブジェクトに共通な画像描画処理が行われ、最終的に対象矩形についての残像消去のためのCleanupが実行される。

１−４．ハードウェア／ソフトウェア階層
図５は、本実施形態におけるハードウェア／ソフトウェア階層におけるデータの流れを示す図である。

本実施形態では、ＣＰＵ１１０が実行するソフトウェアは、最下層から順にオペレーティングシステム１３１、グラフィックシステム１３２（ＧＵＩライブラリーを含む）、グラフィック表示アプリケーション１３３（アプリケーションの一例）の順に階層化されている。ハードウェアとのインターフェースはオペレーティングシステム１３１が行う。グラフィックシステム１３２は、オペレーティングシステム１３１とグラフィックアプリケーション１３３の間のデータの受け渡しを仲介する。

ユーザーがＥＰＤパネル（電子ペーパーの一例）１５２に対して操作入力を行うと、デジタイザー１５４が接触位置のｘｙ座標を検出し、オペレーティングシステム１３１のデジタイザードライバー１３１ａに当該ｘｙ座標を送る。

デジタイザードライバー１３１ａは、接触位置のｘｙ座標を受け取り、操作入力を解析し、グラフィックシステム１３２に操作入力情報とｘｙ座標を送る。

グラフィックシステム１３２は、操作入力情報とｘｙ座標を受け取り、描画イベントを発生させ、グラフィック表示アプリケーション１３３に描画イベントとｘｙ座標を送る。

グラフィック表示アプリケーション１３３は、描画イベントとｘｙ座標を受け取り、アプリケーション固有の描画処理を行う。グラフィック表示アプリケーション１３３は、例えば受けとった描画イベントとｘｙ座標等に基づき、グラフィックシステム１３２が用意しているＧＵＩ部品（描画関数等）を呼び出すことで、グラフィックシステム１３２に対して表示画像の描画を要求する。

グラフィックシステム１３２は、この描画要求に応じて、表示用上位クラス１３２ａのＧＵＩ部品、表示用中クラス１３２ｂのＧＵＩ部品、表示用基底クラス１３２ｃのＧＵＩ部品等を実行して画像データを作成し、オペレーティングシステム１３１のフレームバッファードライバー１３１ｂを介して、フレームバッファー１３５に描画する。この後Cleanup実行指示をフレームバッファードライバー１３１ｂを介してフレームバッファー１３５に指示する。

フレームバッファー１３５に描画された画像データはＥＰＤコントローラー１４０に順番に送られ、ＥＰＤコントローラー１４０の制御により、各直線の画像が順次ＥＰＤパネル１５２に表示される。

またフレームバッファー１３５に指示されたCleanup実行指示はＥＰＤコントローラー１４０に送られ、ＥＰＤコントローラー１４０の制御により、ＥＰＤパネル１５２を例えば全黒→全白→全黒にフラッシュさせる。

なお、オペレーティングシステム１３１（特に、デジタイザードライバー１３１ａ）は、図１の入力操作検出処理部１２に相当する。また、グラフィック表示アプリケーション１３３は、図１のアプリケーション処理部１４に相当する。また、グラフィックシステム１３２及びオペレーティングシステム１３１は、図１の描画処理部１６に相当する。また、ＥＰＤコントローラー１４６は、図１の表示制御部４０に相当する。

１−５．Cleanupが行われる領域のサイズ決定
本実施の形態では、電子ペーパーの表示領域（画面）全体の残像消去を行っても良いし、表示領域（画面）の一部の領域の残像消去を行ってもよい。例えば画面全体に新たな画像を表示させる場合には、電子ペーパーの表示領域（画面）の残像消去を行っても良い。また例えば表示領域（画面）の一部に表示画像（例えばボタンやダイアログ等の表示オブジェクト）を表示させる場合には、電子ペーパーの表示領域（画面）の一部の残像消去を行っても良い。

図６は、ボタンオブジェクトを表示する場合の残像消去領域について説明するための図である。

例えばアプリケーションで、プッシュボタン（表示画像の一例）を表示させる処理を行う場合には、ブッシュボタン表示用のＧＵＩ部品（図４の４３２）に対してプッシュボタンの描画位置情報を指定して描画要求を行う。描画位置情報は図４の「描画指示＋矩形情報」４５２の矩形情報の一例であり、図６の場合には、ブッシュボタンオブジェクト６２０の代表点６１０（右上）の座標情報である。

アプリケーションプログラムからの描画要求（プッシュボタンオブジェクトの描画の指示＋描画対象のプッシュボタンオブジェクトの座標情報（矩形情報の一例））４５２は、表示のクラス階層の継承・派生の関係を逆方向に下り、表示に関係するクラスの基底クラスのＧＵＩ部品（図４の４２０）において、描画要求（プッシュボタンオブジェクトの描画の指示＋描画対象のプッシュボタンオブジェクトの座標情報４５２）が渡され、すべての表示オブジェクトに共通な画像描画処理が行われ、最終的に今回及び過去の座標情報の少なくとも一方に基づいてCleanupが行われる領域となる対象矩形の位置及びサイズが決定され、残像消去のためのCleanupが実行される。

Cleanupが行われる領域となる対象矩形６３０の代表点６１０の位置はプッシュボタンオブジェクトの代表点、又はその前に表示されていたオブジェクトの代表点に基づき決定してもよい。またCleanupが行われる領域となる対象矩形６３０の縦のサイズｌ１、横のサイズｌ２は、プッシュボタンオブジェクト及びその前に表示されていたオブジェクトの少なくとも一方の縦のサイズ、横のサイズに基づき決定してもよい。すなわち今回の表示画像の描画領域と前回の表示画像の描画領域の重複領域、又は少なくとも一方に係る領域にCleanupを行うようにしてもよい。

Cleanupが行われる領域となる対象矩形６３０は、プッシュボタンオブジェクト６２０又はその前に表示されていたオブジェクトを内包する矩形６３０’（プッシュボタンオブジェクト６２０又はその前に表示されていたオブジェクトの外側にオフセット領域を含めた領域）でもよい。プッシュボタンオブジェクトやその前に表示されていたオブジェクトの幅、高さは、ＧＵＩ部品（例えばブッシュボタン表示用のＧＵＩ部品等）で管理しているので、その情報を用いてもよい。

この様にすると、アプリケーションで意識しなくても、画面上の任意の位置にボタン等の表示画像を配置した場合に、必要な大きさの領域に電子ペーパーの残像消去処理（Cleanup）を行うことができる。

図７は、「落書き」を表示する場合の残像消去領域について説明するための図である。

「落書き」とは、ユーザーが画面上の接触位置を移動させることにより文字や図形等の線を入力する入力形式である。「落書き」を表示する場合には、アプリケーションはグラフィックシステムからデジタイザーが検出した接触位置情報を受け取るので、落書き描画用のＧＵＩ部品に対してデジタイザーが検出した接触位置情報（例えば接触位置の移動軌跡のサンプル点ｐ１〜ｐ４の座標、図４の「描画指示＋矩形情報」４５２の矩形情報の一例である）を指定して描画要求を行う。

アプリケーションプログラムからの描画要求（「落書き」の描画の指示＋接触位置情報（矩形情報の一例））４５２は、表示のクラス階層の継承・派生の関係を逆方向に下り、表示に関係するクラスの基底クラスのＧＵＩ部品（図４の４２０）において、すべての表示オブジェクトに共通な画像描画処理が行われ、最終的に接触位置情報（サンプル点ｐ１〜ｐ４の座標）に基づいて設定される対象矩形についての残像消去のためのCleanupが実行される。Cleanupが行われる領域となる対象矩形は、サンプル点ｐ１〜ｐ４の座標を内包する外縁矩形６４０を求めて、当該外縁矩形６４０に基づき決定してもよい。対象矩形は外縁矩形６４０と同じサイズでもよいし、外縁矩形６４０を内包する矩形６４０’（外縁矩形６４０の外側にオフセット領域を含めた領域）でもよい。

この様にすると、アプリケーションで意識しなくても、画面上の任意になされた落書きに対して必要な大きさの領域に電子ペーパーの残像消去処理（Cleanup）を行うことができる。

１−６．残像消去用Cleanupの種類の変更
図８は、残像消去用Cleanupの種類と特徴について説明するための図である。

Cleanup処理の実行内容は複数あり、それぞれ長所、短所があるので、表示する画像の内容により切り替えることが好ましい。

７１０に示すように、Cleanupの種別０はＥＰＤパネルを一度全白にすることで残像を消去する（現在画像→全白→現在画像）ものである。高速でちらつきが少ない（長所）が、残像を完全には除去できない（短所）。連続ページ送り時などの一時的な残像消去や、ボタン上の表示画像が少ないまたは単純な残像消去に用いる（用途）。

７２０に示すように、Cleanupの種別１はＥＰＤパネルの現在画像の白部分のみ黒に反転させた後の全白で残像を消去する（現在画像→白のみ黒に反転→全白→現在画像）。種別０と種別２の間の処理速度で、一般的な画像の残像消去には効く（長所）が、種別０よりは遅く、種別２ほど綺麗にはならない（短所）。やや複雑な画像表示を載せたボタンなどの表示部品の残像消去に用いる（用途）。

７３０に示すように、Cleanupの種別２は、ＥＰＤパネルを一度全白・全黒・全白にすることで完全な残像消去を行う（現在画像→全白→全黒→全白→現在画像）。いかなる画像・残像も完全に消去できる（長所）が、処理速度が遅く、画面のちらつきが目立つ（短所）。連続ページ送りの最終ページの残像消去、一定時間の残像消去を省略した後の残像消去、複雑な表示部品の表示時の残像消去、写真系画像を表示した際の残像消去、残像消去の専用ボタンによる手動による残像消去などの場合に用いる（用途）。

７４０に示すように、Cleanupの種別３は、ＥＰＤパネルを原画像の白黒反転のみで残像を消去する（現在画像→白黒反転→現在画像）。高速でちらつきが少ない（長所）が、写真系の画像には残像消去が効かない（短所）。写真系の画像が載っていない一般的なボタンなどの表示部品の残像消去、写真系以外のテキスト/図中心のページ表示に用いる（用途）。

前記基底クラスのＧＵＩ部品は、上記のCleanupの種別０からCleanupの種別３のような複数の異なる種類の電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、派生クラスで実行するＧＵＩ部品の種類、描画する画像の種類に応じて、残像消去処理の種類を決定して、決定された種類の残像消去処理を行ってもよい。

基底クラスに埋め込まれるCleanup処理は、上位クラスからの情報により、表示対象の矩形情報以外に、Cleanupが実行されている状況・文脈の情報を得ることができるため、表示画像に応じて同図に示すようなCleanupの種類に応じた特徴を活かした処理を行うことができる。例えばＰＤＦ画像を表示する場合には、画像情報に含まれる付帯情報に画像の種類等の情報が含まれているので、これを用いてCleanupの種別を決定してもよい。

この様にすると、アプリケーション側で描画要求を行う際には、Cleanupの種別について何も指定しなくても、画像の種類に応じた種別のCleanupを行うことができる。

１−７．アプリケーションから残像消去の種類のカスタマイズ
本実施の形態ではアプリケーションプログラムは、残像消去の種類を意識しなくても、基底クラスのＧＵＩ部品に組み込まれた残像消去処理が画像の種類に応じた種別のCleanupを行うことができるが、アプリケーション側で、基底クラスの残像消去処理の内容をカスタマイズできるようにしてもよい。

前記ＧＵＩライブラリーに、前記基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズム（メソット）を変更するカスタマイズ用ＧＵＩ部品をもたせ、アプリケーションプログラムで、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品に呼び出して、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズム（メソット）を所与の内容に変更するための変更要求を行うようにしてもよい。そして変更要求があると、カスタマイズ用ＧＵＩ部品が、前記変更要求に応じて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズム（メソット）を所与の内容に変更するようにしてもよい。

例えば基底クラスのＧＵＩ部品では、デフォルトの残像処理が第１の種別の残像消去処理である場合に、アプリケーションプログラムは前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品に呼び出して、デフォルトの残像処理を第２の種別に変更することを要求する変更要求を行うことができる。この様にすると、前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品が、前記変更要求に応じて、基底クラスのＧＵＩ部品のデフォルトの残像処理を第２の種別に変更するので、その後は、デフォルトの残層処理は第２の種別となる。

１−８．残像消去用Cleanup処理シーケンス例
図９は、比較例の残像消去用Cleanup処理シーケンス例を示す図である。

比較例は、アプリケーションが直接残像消去用のCleanupコマンドを発行する場合のアプリケーションの処理シーケンスの例を示す。ここではフレームバッファーにおける表示データの転送とＥＰＤコントローラーにおけるCleanup実行を重複・並列させることで全体の実行時間を短縮させるため、Cleanup実行が前半と後半の２つに分離されているやや複雑な処理シーケンス例について説明する。

残像消去用のCleanupコマンドを発行する場合には、ＥＰＤパネルに対する表示反映（フレームバッファーの内容をＥＰＤパネルに反映させること）を止めたほうがよいので、アプリケーションは、表示停止のためのSuspendコマンドをフレームバッファードライバーに送信する（ａ１）。これを受けたフレームバッファードライバーは「表示反映停止」指示をＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ１）。次にアプリケーションは、残像消去用のCleanupコマンド（前半）をフレームバッファードライバーに送信する（ａ２）。これを受けたフレームバッファードライバーは「Cleanup実行（後半）」指示をＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ２）。次にアプリケーションは、画面表示用データをフレームバッファードライバーに送信する（ａ３）。これを受けたフレームバッファードライバーは表示反映を再開し（ｂ３−１）、画面表示用データをＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ３−２）。

Cleanup処理を前半と後半に分けると、６１０に示すように、Cleanupの実行とフレームバッファーによる画面表示用データの転送を重複させることによる全体の時間短縮を行うことができる。

次にアプリケーションは、残像消去用のCleanupコマンド（後半）をフレームバッファードライバーに送信する（ａ４）。ここで６２０に示す実行遅延のあと、フレームバッファードライバーは「Cleanup実行（後半）」指示をＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ４）。

そしてアプリケーションは６３０に示すように意図的な時間待ちを行い、そのあと表示再開のためのResumeコマンドをフレームバッファードライバーに送信する（ａ５）。これを受けたフレームバッファードライバーは表示反映を再開する（ｂ５）。

アプリケーションが直接残像消去用のCleanupコマンドを発行する場合には、このように、表示のたびに、上記のような複雑なCleanup処理（ａ１からａ５）を強いられる。

図１０は、本実施の形態の残像消去用Cleanup処理シーケンス例を示す図である。

本実施の形態では、アプリケーションは残像消去処理の指示は行わず、ＧＵＩライブラリーの上位のクラスのＧＵＩ部品（派生クラスのＧＵＩ部品）に描画要求を行うだけである。

アプリケーションが、派生クラスのＧＵＩ部品に描画要求を行うと（ａ１）、当該描画要求は、表示のクラス階層の継承・派生の関係を逆方向に下り、基底クラスに描描画要求が送信される（ｃ１）。

描画要求を受けた基底クラスのＧＵＩ部品は、表示停止のためのSuspendコマンドをフレームバッファードライバーに送信する（ｄ１）。これを受けたフレームバッファードライバーは「表示反映停止」指示をＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ１）。次に基底クラスのＧＵＩ部品は、残像消去用のCleanupコマンド（前半）をフレームバッファードライバーに送信する（ｄ２）。これを受けたフレームバッファードライバーは「Cleanup実行（後半）」指示をＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ２）。次に基底クラスのＧＵＩ部品は、画面表示用データをフレームバッファードライバーに送信する（ｄ３）。これを受けたフレームバッファードライバーは表示反映を再開し（ｂ３−１）、画面表示用データをＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ３−２）。

次に基底クラスのＧＵＩ部品は、残像消去用のCleanupコマンド（後半）をフレームバッファードライバーに送信する（ｄ４）。ここで６２０に示す実行遅延のあと、フレームバッファードライバーは「Cleanup実行（後半）」指示をＥＰＤコントローラーに送信する（ｂ４）。

そしてアプリケーションは６３０に示すように意図的な時間待ちを行い、そのあと表示再開のためのResumeコマンドをフレームバッファードライバーに送信する（ｄ５）。これを受けたフレームバッファードライバーは表示反映を再開する（ｂ５）。

本実施の形態では、アプリケーションは表示画像の描画要求（ａ１）を行うと、表示のたびに行われる複雑なCleanup処理（ｄ１からｄ５）を表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品が行う。従ってアプリケーションは、Cleanup処理から解放され、アプリ自身の処理のみに専念することが可能になる。これにより、パソコンなどの非電子ペーパー系のハードウェア上で動作しているアプリケーションの電子ペーパー端末への移植が容易になる。

２．電子書籍端末
２−１．電子書籍端末の構成
図１１は、本実施形態の画層処理装置の一例である電子書籍端末の外観図であり、図１２は、本実施形態の電子書籍端末内部のハードウェア構成例を示す図である。

図１２に示すように、本実施形態の電子書籍端末１００は、ＣＰＵ１１０、入力ボタン１２０、内部メモリー１３０、ＥＰＤコントローラー１４０、ディスプレイ１５０、スピーカー１６０、ＵＳＢインターフェース１７０等の構成要素を含んで構成されており、これらの構成要素は、バス１８０を介して、各種データの受け渡しができるようになっている。本実施形態の電子書籍端末１００は、図１２の構成要素（各部）の一部を省略又は変更したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

入力ボタン１２０は、ユーザーによる入力操作に用いられ、各種のハードボタン１２０ａや各種のソフトボタン１２０ｂ等（図１１参照）により構成される。なお、入力ボタン１２０は、図１の操作部２０に相当する。

内部メモリー１３０は、ＣＰＵ１１０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。内部メモリー１３０には、ファイル操作等の基本処理やハードウェアとのインターフェース処理などを行うオペレーティングシステム１３１と、描画用のデータ構造（クラス）や種々のライブラリー関数を有し汎用的な描画処理を行うグラフィックシステム１３２がインストールされている。グラフィックシステム１３２が組み込まれていることで、描画を伴う種々のアプリケーションを、各種のデータ構造（クラス）やライブラリー関数を利用して開発することができるので、開発コストやバグの混入を低減させることができる等の利点がある。

また、内部メモリー１３０は、ディスプレイ１５０に表示されたページに対してペン入力により手書きの文字や図形等を書き込む（追加する）ための手書きアプリケーション１３３が記憶されている。この手書きアプリケーション１３３は最初からインストールされていてもよいし、例えば、ＵＳＢインターフェース１７０を介して、パーソナルコンピューター等からインストールしてもよい。

また、内部メモリー１３０は、電子書籍（コンテンツ）の各ページの画像データ等が格納されたコンテンツファイル１３４が記憶されている。このコンテンツファイル１３４は、最初から内部メモリー１３０に保存されていてもよいし、例えば、ＵＳＢインターフェース１７０を介して、パーソナルコンピューターやＵＳＢメモリー等からダウンロードしてもよい。

内部メモリー１３０は、ＣＰＵ１１０の作業領域も含み、特に、本実施形態では、記憶領域の一部に、コンテンツファイル１３４に含まれる画像データやユーザーによる所定の入力操作に応じて作成された画像データ等を格納するフレームバッファー１３５、及び、フレームバッファー１３５への画像データの書き込み処理を高速化するためのキャッシュ情報を記憶するキャッシュ１３６が設けられている。

一般に、内部メモリー１３０は、用途毎に最適な、物理的に分離された複数のメモリーにより構成される。なお、内部メモリー１３０は、図１の記憶部３０に相当する。また、手書きアプリケーション１３３とコンテンツファイル１３４は、それぞれ、図１のアプリケーションプログラム３２とデータファイル３４に相当する。また、フレームバッファー１３５は、それぞれ、図１のフレームバッファー３６に相当する。

スピーカー１６０は、ＣＰＵ１１０の制御により、各種の音や音声を出力する。なお、スピーカー１６０は、図１の音出力部６０に相当する。

ＵＳＢインターフェース１７０は、ＵＳＢケーブルやＵＳＢメモリー等が接続され、ＣＰＵ１１０の制御により、パーソナルコンピューターやＵＳＢメモリー等とデータ通信を行う。なお、ＵＳＢインターフェース１７０は、図１の通信部７０に相当する。

ディスプレイ１５０は、ＥＰＤパネル１５２を備え、ＥＰＤパネル１５２の表面には、フレームバッファー１３５に格納されている画像データに対応する画像が表示される。

図１３は、ディスプレイ１５０の構成例を示す図である。図１３の例は、アクティブマトリックス方式の電気泳動表示装置（ＥＰＤ：Electrophoretic Display）である。なお、図１３においてデジタイザー１５４は図示を省略している。

図１３に示すように、ディスプレイ１５０は、ＥＰＤパネル１５２、走査線駆動回路２２１、データ線駆動回路２２２、共通電源変調回路２２４を含む。

走査線駆動回路２２１、データ線駆動回路２２２、共通電源変調回路２２４は、それぞれＥＰＤコントローラー１４０（図１３では不図示）と接続されている。

ＥＰＤパネル１５２には、走査線駆動回路２２１から延びる複数の走査線２２６と、データ線駆動回路２２２から延びる複数のデータ線２２８とが形成されており、これらの交差位置に対応して複数の画素２００が設けられている。

走査線駆動回路２２１は、ｊ本の走査線２２６（Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｊ）により各画素２００に接続されている。走査線駆動回路２２１は、ＥＰＤコントローラー１４０の制御に従って１行目からｊ行目までの走査線２２６を順次選択することで、画素２００に設けられた駆動用ＴＦＴ（Thin
Film Transistor）２０８（図１４参照）のオンタイミングを規定する選択信号を供給する。

データ線駆動回路２２２は、ｋ本のデータ線２２８（Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｋ）により各画素２００に接続されている。データ線駆動回路２２２は、転送データに基づくＥＰＤコントローラー１４０の制御に従って、画素２００の各々に１ビットの画像信号を供給する。なお、本実施形態では、画素データ「０」を規定する場合には、ローレベルの画像信号を画素２００に供給し、画素データ「１」を規定する場合には、ハイレベルの画像信号を画素２００に供給するものとする。

ＥＰＤパネル１５２には、また、共通電源変調回路２２４から延びる低電位電源線２０９（Ｖｓｓ）、高電位電源線２１０（Ｖｄｄ）、共通電極配線２１５（Ｖｃｏｍ）、第１のパルス信号線２５１（Ｓ_１）、第２のパルス信号線２５２（Ｓ_２）が設けられており、それぞれの配線は画素２００と接続されている。共通電源変調回路２２４は、ＥＰＤコントローラー１４０の制御に従って上記配線のそれぞれに供給する各種信号を生成する一方、これら各配線の電気的な接続及び切断（ハイインピーダンス化、Ｈｉ−Ｚ）を行う。

図１４は、図１３の画素２００の回路構成図である。図１４において、図１３と同じ配線には同じ番号を付しており、説明は省略する。また、図１４において、全画素に共通の共通電極配線２１５は図示を省略している。

図１４に示すように、画素２００には、駆動用ＴＦＴ２０８、ラッチ回路２３０、スイッチ回路２４０が設けられている。画素２００は、ラッチ回路２３０により画像信号を電位として保持するＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）方式の構成をとる。

駆動用ＴＦＴ２０８は、Ｎ−ＭＯＳトランジスターからなる画素スイッチング素子である。駆動用ＴＦＴ２０８のゲート端子は走査線２２６に接続され、ソース端子はデータ線２２８に接続され、ドレイン端子はラッチ回路２３０のデータ入力端子に接続されている。ラッチ回路２３０は転送インバーター２３０ｔと帰還インバーター２３０ｆとを備えている。インバーター２３０ｔ、２３０ｆには、低電位電源線２０９（Ｖｓｓ）と高電位電源線２１０（Ｖｄｄ）から電源電圧が供給される。

スイッチ回路２４０は、トランスミッションゲートＴＧ１、ＴＧ２からなり、ラッチ回路２３０に記憶された画素データのレベルに応じて、画素電極１９５（図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）参照）に信号を出力する。なお、Ｖａは、１つの画素２００の画素電極へ印加する電位を意味する。

ラッチ回路２３０に画素データ「１」（ハイレベルの画像信号）が記憶されて、トランスミッションゲートＴＧ１がオン状態となると、スイッチ回路２４０はＶａとしてパルス信号（駆動パルス）Ｓ_１を供給する。一方、ラッチ回路２３０に画素データ「０」（ローレベルの画像信号）が記憶されて、トランスミッションゲートＴＧ２がオン状態となると、スイッチ回路２４０はＶａとしてパルス信号（駆動パルス）Ｓ_２を供給する。このような回路構成により、制御部によって、それぞれの画素２００の画素電極に対して印加する電位を制御することが可能である。

本実施形態のＥＰＤパネル１５２は、例えば、二粒子系マイクロカプセル型の電気泳動方式のＥＰＤパネルであってもよい。分散液は無色透明、電気泳動粒子は白色又は黒色のものであるとすると、白色又は黒色の２色を基本色として少なくとも２色を表示できる。

図１５（Ａ）は、電気泳動素子２６２の構成例を示す図である。電気泳動素子２７２は素子基板２７０と対向基板２７１（図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）参照）との間に挟まれている。電気泳動素子２７２は、複数のマイクロカプセル２６０を配列して構成される。マイクロカプセル２６０は、例えば無色透明な分散液と、複数の白色粒子（電気泳動粒子）２６７と、複数の黒色粒子（電気泳動粒子）２６６とを封入している。本実施形態では、例えば白色粒子２６７は負に帯電しており、黒色粒子２６６は正に帯電しているとする。

図１５（Ｂ）は、ＥＰＤパネル１５２の部分断面図である。素子基板２７０と対向基板２７１は、マイクロカプセル２６０を配列してなる電気泳動素子２７２を狭持している。ＥＰＤパネル１５２は、素子基板２７０の電気泳動素子２７２側に、複数の画素電極１９５が形成された駆動電極層２８０を含む。図１５（Ｂ）では、画素電極１９５として画素電極１９５Ａと画素電極１９５Ｂが示されている。画素電極１９５により、画素ごとに電位を供給することが可能である（例えば、Ｖａ、Ｖｂ）。ここで、画素電極１９５Ａを有する画素を画素２００Ａとし、画素電極１９５Ｂを有する画素を画素２００Ｂとする。画素２００Ａ、画素２００Ｂは画素２００（図１３、図１４参照）に対応する２つの画素である。

一方、対向基板２７１は透明基板であり、表示部において対向基板２７１側に画像表示がなされる。ＥＰＤパネル１５２は、対向基板２７１の電気泳動素子２７２側に、平面形状の共通電極１９７が形成された共通電極層２８２を含む。なお、共通電極１９７は透明電極である。共通電極１９７は、画素電極１９５と異なり全画素に共通の電極であり、電位Ｖｃｏｍが印加される。

共通電極層２８２と駆動電極層２８０との間に設けられた電気泳動表示層２９０に電気泳動素子２７２が配置されており、電気泳動表示層２９０が表示領域となる。共通電極１９７と画素電極（例えば、１９５Ａ、１９５Ｂ）との間の電位差に応じて、画素毎に所望の表示色を表示させることができる。

図１５（Ｂ）では、共通電極側電位Ｖｃｏｍが画素２００Ａの画素電極の電位Ｖａよりも高電位である。このとき、負に帯電した白色粒子２６７が共通電極１９７側に引き寄せられ、正に帯電した黒色粒子２６６が画素電極１９５Ａ側に引き寄せられるため、画素２００Ａは白色を表示していると視認される。

図１５（Ｃ）では、共通電極側電位Ｖｃｏｍが画素２００Ａの画素電極の電位Ｖａよりも低電位である。このときは逆に、正に帯電した黒色粒子２６６が共通電極１９７側に引き寄せられ、負に帯電した白色粒子２６７が画素電極１９５Ａ側に引き寄せられるため、画素２００Ａは黒色を表示していると視認される。なお、図１５（Ｃ）の構成は図１５（Ｂ）と同様であり説明は省略する。また、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）ではＶａ、Ｖｂ、Ｖｃｏｍを固定された電位として説明したが、実際にはＶａ、Ｖｂ、Ｖｃｏｍは時間とともに電位が変化する。

ここで、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）の画素２００Ａの例では、それぞれ、白色粒子２６７、黒色粒子２６６が全て共通電極１９７側に引き寄せられている状態（いわゆる飽和状態）を表している。しかし、飽和状態にして基本色（白色、黒色）を表示するだけでなく、例えば反対方向の電界を適当な時間だけ印加することで中間色（ライトグレー、ダークグレー）を表示することも可能である。

図１２に戻り、ディスプレイ１５０は、さらにデジタイザー１５４を備えている。デジタイザー１５４は、ＥＰＤパネル１５２の裏面に対向して設けられ、入力用のタッチペン（以下、単に「ペン」という）やユーザーの指等がＥＰＤパネル１５２に接触した位置を検出し、接触位置の情報を出力する。例えば、ユーザーがペンを用いて文字や図形等を入力する操作や、指をスライドさせてページ送りやページ戻し、ページの拡大や縮小等のページ操作を行った場合、デジタイザー１５４は、これらの操作が行われた際の接触位置の情報を出力する。

なお、ディスプレイ１５０は、図１の表示部５０に相当する。また、ＥＰＤパネル１５２とデジタイザー１５４は、それぞれ、図１の電子ペーパー５２と接触位置検出部５４に相当する。

ＥＰＤコントローラー１４０は、フレームバッファー１３５に書き込まれた画像データに対応する画像をディスプレイ１５０のＥＰＤパネル１５２に表示させる制御を行う。ＥＰＤコントローラー１４０には、ＥＰＤパネル１５２に表示させた画像に対応する画像データの履歴を管理するためのメモリーパイプライン１４２が設けられている。このメモリーパイプライン１４２は、ＥＰＤパネル１５２に表示させた画像に対応する画像データ（フレームバッファー１３５に書き込まれた画像データ）の履歴情報を時系列に保持する。ＥＰＤコントローラー１４０は、次に表示する画像の特性情報（各画素の色や明るさ等）とメモリーパイプライン１４２に保持されている履歴情報に基づき、ＥＰＤパネル１５２の表示特性を考慮した最適な回数や間隔で駆動パルスを発生させ、次の画像をＥＰＤパネル１５２に表示させる制御を行う。

なお、ＥＰＤコントローラー１４０は、図１の表示制御部４０に相当する。

ＣＰＵ１１０は、オペレーティングシステム１３１、グラフィックシステム１３２、手書きアプリケーション１３３の各種処理を行う。特に、本実施形態では、ＣＰＵ１１０は、入力ボタン１２０やＥＰＤパネル１５２に対して所定の入力操作が行われた場合、当該入力操作に応じた操作信号（ページ送りやページ戻し等の操作信号）や、デジタイザー１５４から接触位置（ペン入力位置や指の接触位置等）の情報を受け取り、ＥＰＤパネル１５２に表示する少なくとも一部の画像の描画処理を高速に行う。なお、ＣＰＵ１１０は、図１の処理部（ＣＰＵ）１０に相当する。

３．その他の画像処理装置
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に、電子書籍端末１００以外の本実施形態の画像処理装置１の例を示す。

図１６（Ａ）は、スマートフォン５００の外観図である。スマートフォン５００は、ケース５０２を備える。ケース５０２の前面には、３つの操作ボタン５１１，５１２，５１３が設けられている。また、ケース５０２の前面には、ＥＰＤパネル等の電子ペーパーを備えた表示部５０４が設けられ、電子ペーパーの表面に各種の情報（画像）が表示される。不図示のペンや操作ボタン５１１，５１２，５１３等による所定の操作に応じて、内蔵されたＣＰＵ（アプリケーション）からフレームバッファーへの直接描画処理が行われ、表示部５０４の電子ペーパーの表面に、各操作に応じた画像が高速表示される。

図１６（Ｂ）は、腕時計６００の外観図である。腕時計６００は、ケース６０２と、ケース６０２に連結された一対のバンド６０３とを備える。ケース６０２の側面には、２つの操作ボタン６１１，６１が設けられている。また、ケース６０２の前面には、ＥＰＤパネル等の電子ペーパーを備えた表示部６０４が設けられ、電子ペーパーの表面に時刻の他、各種の情報（画像）が表示される。不図示のペンや操作ボタン６１１，６１２等による所定の操作に応じて、内蔵されたＣＰＵ（アプリケーション）からフレームバッファーへの直接描画処理が行われ、表示部６０４の電子ペーパーの表面に、各操作に応じた画像が高速表示される。

なお、本実施形態の画像処理装置１としては、この他にも、例えば、電子看板（デジタルサイネージ）、パーソナルコンピューター、携帯電話機、ディジタルスチールカメラ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ゲーム機器等が挙げられる。

４．画像処理装置の製造方法
図１７は、本実施の形態の画像処理装置の製造方法を示すフローチャートである。

まず、オブジェクト指向のクラス階層構造を有するＧＵＩ部品からなるＧＵＩライブラリーの、表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品に、電子ペーパーの残像消去処理を組み込む修正を行う（ステップＳ１０）。次にＧＵＩライブラリーを使用してＥＰＤの表示制御を行うアプリケーションを作成する（ステップＳ２０）。そして、修正したＧＵＩライブラリー及び作成したアプリケーションを電子ペーパー有する機器に実装する（ステップＳ３０）。

本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…画像処理装置、１０…処理部（ＣＰＵ）、１２…入力操作検出処理部、１４…アプリケーション処理部、１６…描画処理部、１８…画像データ転送処理部、２０…操作部、３０…記憶部、３２…アプリケーションプログラム、３４…データファイル、３６…フレームバッファー、３８…ＧＵＩライブラリー、４０…表示制御部、５０…表示部、５２…電子ペーパー、５４…接触位置検出部、６０…音出力部、７０…通信部、１００…電子書籍端末、１１０…ＣＰＵ、１２０…入力ボタン，１２０ａ…入力ボタン，１２０ｂ…入力ボタン、１３０…内部メモリー、１３１…オペレーティングシステム、１３１ａ…デジタイザードライバー、１３１ｂ…フレームバッファードライバー、１３２…グラフィックシステム、１３３…手書きアプリケーション、１３４…コンテンツファイル、１３５…フレームバッファー、１３６…キャッシュ、１４０…ＥＰＤコントローラー、１４２…メモリーパイプライン、１５０…ディスプレイ、１５２…ＥＰＤパネル、１５４…デジタイザー、１６０…スピーカー、１７０…ＵＳＢインターフェース、１９５…画素電極，１９５Ａ…画素電極，１９５Ｂ…画素電極、１９７…共通電極、２００…画素，２００Ａ…画素，２００Ｂ…画素、２０８…駆動用ＴＦＴ、２０９…低電位電源線（Ｖｓｓ）、２１０…高電位電源線（Ｖｄｄ）、２１５…共通電極配線（Ｖｃｏｍ）、２２１…走査線駆動回路、２２２…データ線駆動回路、２２４…共通電源変調回路、２２６…走査線、２２８…データ線、２３０…ラッチ回路、２４０…スイッチ回路、２５１…第１のパルス信号線（Ｓ_１）、２５２…第２のパルス信号線（Ｓ_２）、２６０…マイクロカプセル、２６６…黒色粒子、２６７…白色粒子、２７０…素子基板、２７１…対向基板、２７２…電気泳動素子、２８０…駆動電極層、２８２…共通電極層、２９０…電気泳動表示層、５００…スマートフォン、５０２…ケース、５０４…表示部、５１１…操作ボタン，５１２…操作ボタン，５１３…操作ボタン、６００…腕時計、６０２…ケース、６０３…バンド、６０４…表示部、６１１…操作ボタン，６１２…操作ボタン。

Claims (9)

1. 電子ペーパーを備えた表示部と、
   表示部に表示する画像データを格納するためのフレームバッファーと、
   前記フレームバッファーに書き込まれた画像データに対応する画像を前記表示部の前記電子ペーパーに表示させる制御を行う表示制御部と、
   アプリケーションプログラムに基づいて動作し、ＧＵＩライブラリーのＧＵＩ部品を用いて電子ペーパーに表示させる表示画像の描画要求を行うアプリケーション処理部と、
   前記ＧＵＩライブラリーを構成するＧＵＩ部品はオブジェクト指向のクラス階層構造を有しており、アプリケーションプログラムからの描画要求に応じて、対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラムを実行して、描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データを前記フレームバッファーに書き込む処理を行う描画処理部と、を含み、
   前記描画処理部は、
   前記表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、前記電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、表示画像の描画処理を行う際に、電子ペーパーの残像消去処理を行う画像処理装置。
2. 請求項１において、
   前記アプリケーション処理部は、
   前記ＧＵＩ部品に対して表示画像の描画位置情報を指定して描画要求を行い、
   前記描画処理部は、
   前記描画位置情報に基づき、残像消去処理を行う領域の位置を決定して電子ペーパーの残像消去処理を行う画像処理装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記描画処理部は、
   表示画像の種類、又は描画内容に基づき、残像消去処理を行う領域のサイズを決定し、決定したサイズの領域について電子ペーパーの残像消去処理を行う画像処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記描画処理部は、
   前記基底クラスのＧＵＩ部品は、複数の異なる種類の残像消去処理が組み込まれており、派生クラスで実行するＧＵＩ部品の種類又は描画する画像の種類に応じて、残像消去処理の種類を決定して、決定された種類の残像消去処理を行う画像処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記ＧＵＩライブラリーは、前記基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを変更するカスタマイズ用ＧＵＩ部品を含み、
   前記アプリケーション処理部は、
   前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品を用いて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを所与の内容に変更するための変更要求を行い、
   前記描画処理部は、
   前記カスタマイズ用ＧＵＩ部品が、前記変更要求に応じて、基底クラスのＧＵＩ部品の残像処理の種類の選択アルゴリズムを所与の内容に変更する画像処理装置。
6. 電子ペーパーに対する表示制御を行うプログラムであって、
   アプリケーションプログラムから呼び出され電子ペーパーに対する表示制御を行うＧＵＩライブラリーを構成し、
   前記ＧＵＩライブラリーを構成するＧＵＩ部品はオブジェクト指向のクラス階層構造を有しており、アプリケーションプログラムからの描画要求に応じて、対応するＧＵＩ部品及びその基底クラスのＧＵＩ部品のプログラムを実行して、描画要求に応じた画像データを生成し、当該画像データを電子ペーパーに表示する画像データを格納するためのフレームバッファーに書き込む処理を行う描画処理部と、してコンピューターを機能させ、
   前記描画処理部は、
   前記表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品には、前記電子ペーパーの残像消去処理が組み込まれており、表示画像の描画処理を行う際に、電子ペーパーの残像消去処理を行うプログラム。
7. 請求項６において、
   アプリケーションプログラムに基づいて動作し、ＧＵＩライブラリーのＧＵＩ部品を用いて電子ペーパーに表示させる表示画像の描画要求を行うアプリケーション処理部と、してさらにコンピューターを機能させるプログラム。
8. 請求項６又は７に記載されたプログラムが記憶されている記録媒体。
9. 電子ペーパーを有する画像処理装置の製造方法であって、
   オブジェクト指向のクラス階層構造を有するＧＵＩ部品からなるＧＵＩライブラリーの、表示画像の描画に関するクラス階層の基底クラスのＧＵＩ部品に、電子ペーパーの残像消去処理を組み込む修正を行うステップと、
   ＧＵＩライブラリーを使用してＥＰＤの表示制御を行うアプリケーションを作成するステップと、
   修正したＧＵＩライブラリー及び作成したアプリケーションを電子ペーパー有する機器に実装するステップと、を含む画像処理装置の製造方法。