JP4887930B2 - 表示装置および時計 - Google Patents
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Description
すなわち、電気泳動表示パネルにおいては、階調レベルは飽和曲線状に変化するため、例えば、黒表示状態から白に変化する方向(白方向)、および、白表示状態から黒に変化する方向(黒方向)に1パルス印加した際に、階調レベルが急激に変化してしまう場合がある。一方、灰色のような中間色の状態(中間状態)から黒方向または白方向に1パルス印加した場合においても、1パルス印加時の増減分が、現在の表示状態によって異なる。このため、表示される階調レベルの飽和曲線に沿うように印加パルス数の制御を行う必要があり、適切な階調表示を行おうとすると、処理が複雑化するという問題がある。
すなわち、電気泳動表示パネルが変更された場合には、印加パルス数や当該パルスの電圧レベルと、印加パルスによって変化する色レベルとの関係が変わる場合がある。このような場合、電気泳動表示パネルが変更される前に行われていたパルス印加に補正を加える必要があるなど、処理がさらに複雑化する。
これに対し、本発明では、電気泳動表示パネルに応じた色遷移情報から遷移値を取得することにより、現在値を適切に保持および更新することができるとともに、パルスを印加した際に遷移する遷移値を適切に取得することができる。このため、簡易な処理で所望の色レベルである目標値に、適切に達することができる。従って、各種電気泳動表示パネルに対応することができるので、表示装置の汎用性を向上できる。
ここで、現在値が目標値に一致するようにパルスを印加した場合、現在値の色レベルが増加する方向および減少する方向かによっては、それぞれで必ずしも同じ色レベルに達しないという問題がある。
具体的に例を挙げると、7階調の色レベルが設定されているモノクロ表示可能な電気泳動表示パネルにおいて、第1レベルの状態(例えば、最も色濃度が低い最白状態)から第7レベルに向かう方向に4パルス印加した場合と、第7レベルの状態(例えば、最も色濃度が高い最黒状態)から第1レベルに向う方向に3パルス印加した場合とでは、表示パネルで表示される色の色レベルが、それぞれ同じ第4レベルとなるはずが、異なる場合がある。このため、色レベルを増加させる方向であるか、あるいは減少させる方向であるかによって、適切な色表示が実現できないという可能性がある。
このような電気泳動素子として、黒の色素片および白の色素片を例示することができる。
本発明によれば、電気泳動表示パネルによるモノクロ表示を適切に行うことができ、特に中間色の表示状態を良好に行うことができる。また、電気泳動素子に対応する位置に、カラーフィルタを設けることにより、カラー表示を行うこともでき、当該カラー表示状態においても中間色の表示状態を良好に行うことができる。従って、表示装置の汎用性を向上することができる。
本発明によれば、前述の表示装置と同様の効果を奏することができる。
すなわち、パルス印加時に更新される現在値と目標値とが判定され、それぞれが一致するまで、パルスが電気泳動素子に印加されて色レベルが変更される。この際、現在値と目標値との判定は、パルスが印加されるごとに行われ、また、現在値は、当該パルス印加に伴って、現在の色レベルから当該パルスが印加された際に遷移する遷移値が色遷移情報から取得されて更新される。これにより、現在値を適切に保持および更新することができるとともに、印加パルス数を算出した後にパルス印加する場合に比べ、処理を簡略化することができるほか、適切な色レベルの表示状態とすることができる。
(1)時計1の構成
図1は、本実施形態に係る時計1を示す斜視図である。
時計1は、使用者の手首等に巻かれる腕時計として構成され、図1に示すように、時刻や日付等を表示する表示装置2と、当該表示装置2を内部に収納する筐体3とを備えて構成されている。
図2は、表示装置2の平面を示す模式図である。
表示装置2は、図2に示すように、時刻等の文字や図形を表示する表示パネル21と、当該表示パネル21の駆動を制御する制御基板22と、これらに駆動電力を供給する電池4が取り付けられる電池取付部23とを備えている。
このうち、電池取付部23は、表示装置2において表示パネル21が設けられた側とは反対側の端部に設けられており、電池4を挟持する一対の挟持片231が設けられている。なお、本実施形態では、電池4には、一次電池であるボタン電池が採用されているが、二次電池を採用してもよい。
図3は、表示パネル21の構成を示す模式図である。
表示パネル21は、電気泳動素子として、白の色素片212W(図3参照)および黒の色素片212B(図3参照)を有する電気泳動表示パネルで構成されている。この表示パネル21は、複数のセグメント211に分割されており、制御基板22から入力するパルスに応じて、当該セグメントの表示状態が切り替わるように構成されている。
このうち、共通電極COMおよびセグメント電極SEGは、制御基板22に電気的に接続され、当該制御基板22から入力する電圧(パルス)をマイクロカプセル212に印加する。
このため、共通電極COM側が正となり、セグメント電極SEG側が負となるように、それぞれの電極COM,SEGに電圧を印加すると、図3の左側に示したマイクロカプセル212のように、共通電極COM側に、負に荷電した白の色素片212Wが集中し、セグメント電極SEG側に、正に荷電した黒の色素片212Bが集中する。
そして、これらのような状態では、セグメント電極SEG側に集中した色素片は、共通電極COM側に集中した色素片に隠れて視認しづらくなり、結果として、共通電極COM側に集中した色素片に応じた色が使用者に視認されることとなる。例えば、前述のように、共通電極COM側に、白の色素片212Wが集中した場合には白表示が強く(後述する色濃度が低く)なり、黒の色素片212Bが集中した場合には黒表示が強く(色濃度が高く)なる。
図4は、印加パルス数と、当該パルスが印加されたセグメント211の表示状態とを示す図である。
前述のマイクロカプセル212を複数備えて構成されるセグメント211の共通電極COMには、図4に示すように、Hレベル(ハイレベル)の電圧と、Lレベル(ローレベル)の電圧とが、1秒間にそれぞれ4回ずつ交互に印加される。すなわち、125msecでHレベルとLレベルとの電圧印加が切り替わる。このため、共通電極COMと、セグメント電極SEGとの間に、正負の電位差を生じさせて、セグメント211の表示状態を切り替えるために、セグメント電極SEGに印加するパルスを調整する。なお、本実施形態では、Lレベルの電圧は0V、Hレベルの電圧は15Vに設定されているが、これらの電圧レベルは、表示パネル21に印加可能な電圧範囲内で適宜設定してよい。
なお、本実施形態では、共通電極COMに対して1秒間にHレベルおよびLレベルのパルスを交互にそれぞれ4回ずつ印加しているが、時計1に採用された表示パネル21の特性に合わせて、当該共通電極COMおよびセグメント電極SEGに1秒間に印加するパルス数は、適宜設定することができる。
またさらに、次のLレベルのパルスが共通電極COMに印加されるBT3のタイミングで、セグメント2113のセグメント電極SEG3に対して、Hレベルのパルスを印加すると、当該セグメント2113の表示状態がさらに黒方向に遷移する。
なお、各セグメント2111〜2113を黒方向に遷移させるタイミングは、1秒間におけるBT1〜BT4のいずれのタイミングでもよい。
また、次のHレベルのパルスが共通電極COMに印加されるWT3のタイミングで、セグメント電極SEG3にHレベルのパルスを印加すると、セグメント2113の表示状態がさらに白方向に遷移する。
なお、各セグメント2111〜2113を白方向に遷移させるタイミングは、1秒間におけるWT1〜WT4のいずれのタイミングでもよい。
図7および図8は、電圧印加時間とセグメント211の色変化との関係を示す図である。具体的に、図7は、黒方向へのコントラストの変化を示す図であり、また、図8は、白方向へのコントラストの変化を示す図である。
ここで、最白状態にあるセグメント211に対するパルス(電圧)の印加時間と、当該セグメント211の色変化について説明する。
最白状態にあるセグメント211に対して、黒方向に表示状態が遷移するようにパルスを印加すると、前述のように、当該セグメント211の表示状態は、黒方向に遷移する。この際、パルスの印加時間とコントラストの変化分とは正比例とはならず、図7において実線で示すように、コントラストは、印加する電圧量に対して飽和曲線状に変化する。
このように、セグメント211を所望の色値(色濃度)に達するようにするためには、当該曲線に沿った印加パルス数の制御を行う必要がある。
図9に示すように、最白状態から最黒状態に変化する際に必要な印加電圧量と、最白状態から最黒状態に変化する際に必要な印加電圧量とは異なる値となる。
また、黒方向への色変化曲線と、白方向への色変化曲線とが一致しないので、所定数のパルスを印加して現在のセグメント211の表示状態を黒方向へ遷移させる場合と、白方向へ遷移させる場合とで、同じ色の表示を実現できない場合がある。
このように、所望の色にセグメント211の表示状態を切り替える際には、現在のセグメント211の表示状態を把握した後、当該現在の表示状態から所望の色への遷移方向(黒方向または白方向)を考慮してパルスを印加する必要がある。
図10および図11は、本実施形態に係る表示パネル21のセグメント211における印加パルス数に応じた色濃度変化を示す図である。このうち、図10は、黒方向への遷移時の色濃度を示す図であり、図11は、白方向への遷移時の色濃度を示す図である。また、図12は、黒方向および白方向への遷移時の印加パルス数に応じた色濃度を示すテーブルである。なお、これら各図10〜12において、色濃度は、値が小さいほど白濃度が高く、値が大きいほど黒濃度が高いことを示している。
前述のように、セグメント211は、黒方向および白方向に遷移する際に、色が曲線状に変化する。
また、最黒状態(平均色濃度「1.48」)から白方向に遷移するようにパルスを1〜7回印加し、それぞれのパルス印加時にセグメント211の平均色濃度を計測すると、図11および図12に示すように、それぞれの色濃度は「1.14」、「0.77」、「0.58」、「0.47」、「0.42」、「0.39」、「0.36」となる。
なお、以下の記載において、色濃度として挙げた数値は、平均色濃度の値である。
図13に示すように、最白状態および最黒状態からそれぞれ黒方向および白方向に1〜7パルス印加することによって表示可能な色濃度は、0.35〜1.48の範囲内にそれぞれ8段階、計16段階存在するが、最白状態から黒方向に遷移する場合と、最黒状態から白方向に遷移する場合とで、略同じ色濃度となる箇所が数箇所存在している。
これら12階調を白レベルおよび黒レベルに分類する。具体的に、色濃度「0.35〜0.36」を白レベル6(白最大レベル)とし、同様に、「0.39」、「0.42」、「0.47」、「0.51」および「0.58」を、それぞれ白レベル5〜1に設定する。また、色濃度「1.43〜1.48」を黒レベル6(黒最大レベル)とし、同様に、「1.34」、「1.28」、「1.14〜1.17」、「1.02」および「0.77〜0.78」を、それぞれ黒レベル5〜1に設定する。
これらのうち、白レベル5〜1および黒レベル1〜5が中間色となる。
なお、黒方向および白方向のパルスを印加した際に略一致する色濃度の階調レベル(白レベル6、黒レベル1、黒レベル3および黒レベル6)を、後述する制御基板22の目標値設定手段223が目標値として設定する。
図15は、制御基板22の構成を示すブロック図である。
制御基板22は、本発明の駆動手段に相当し、前述のように、時計1全体の駆動を制御する回路基板として構成されている。例えば、制御基板22は、電池取付部23に取り付けられた電池4から供給される電力を得て、表示パネル21にパルスを印加して、当該表示パネル21の表示を制御する。
この制御基板22は、図15に示すように、感圧手段221、計時手段222、目標値設定手段223、パルス印加手段224、RAM(Random Access Memory)225およびフラッシュメモリ226を備えて構成されている。
このうち、RAM225は、作業メモリとして設けられ、制御基板22による動作制御時に、各種データやプログラム等の情報を一時的に記憶する。このような情報として、例えば、表示パネル21のセグメント211ごとの現在の階調レベル(現在値)や、セグメント211の色変更時に設定される目標値が挙げられる。
例えば、現在値が白レベル3(W_003)にあるセグメント211に対して、黒方向に1パルス印加した場合、目標値が白レベル2(W_002)であっても、当該セグメント211は、黒レベル1(B_001)に達してしまう。また、現在値が黒レベル3(B_003)であるセグメント211に対して、白方向に1パルス印加した場合、目標値が黒レベル2であっても、当該セグメント211は、黒レベル1に達してしまう。このため、後述する目標値設定手段223は、黒方向および白方向のいずれのパルス印加の場合においても到達可能な白レベル6(W_006)、黒レベル1(B_001)、黒レベル3(B_003)および黒レベル6(B_006)を目標値として設定する。これは、黒方向のパルスおよび白方向のパルスが同じセグメント211に対して、1秒以内にそれぞれ印加する場合のように、パルス印加における制御が複雑化するのを抑えるためである。
計時手段222は、現在時刻を計時するタイマで構成されている。
具体的に、目標値設定手段223は、表示パネル21の各セグメント211の目標値を、セグメント211ごとに設定し、当該目標値をRAM225に記憶させる。なお、目標値設定手段223は、前述のように、1つのセグメント211に対して、白レベル6、黒レベル1、黒レベル3および黒レベル6のいずれかを、目標値として設定する。
このパルス印加手段224は、値判定部2241、パルス印加部2242、遷移値取得部2243および現在値更新部2244を備えて構成されている。
そして、パルス印加部2242は、黒方向であると判断した場合には、当該セグメント211に接続されたセグメント電極SEGに対して黒方向に1パルス印加し、また、白方向であると判断した場合には、白方向に1パルス印加する。例えば、あるセグメント211の現在値が黒レベル1(B_001)であり、目標値が黒レベル6(B_006)である場合には、黒方向に1パルス印加し、また、目標値が白レベル6(W_006)である場合には、白方向に1パルス印加する。
具体的に、遷移値取得部2243は、色遷移情報の縦軸に設定された現在値から、パルス印加部2242によりパルス印加される前のセグメント211の階調レベルである現在値(RAM225に記憶された当該セグメント211の現在値)に対応する値を選択する。例えば、前述のように、パルス印加前のセグメント211の現在値が黒レベル1(B_001)である場合には、色遷移情報の縦軸に設定された現在値から「黒レベル1(B_001)」を選択する。
そして、遷移値取得部2243は、色遷移情報の横軸に設定された各階調レベルから目標値を選択する。例えば、前述のように、目標値として黒レベル6が設定されている場合には、色遷移情報の横軸に設定された各階調レベルから「黒レベル6(B_006)」を選択する。
現在値更新部2244は、遷移値取得部2243により取得された遷移値で、RAM225に記憶された、対応するセグメント211の現在値を更新する。
以下に、表示パネル21のセグメント211の色変更時に制御基板22によって実行される色変更時処理について説明する。
図17は、色変更時処理の処理フローを示す図である。
色変更時処理は、現在時刻表示中の時刻変化や、前述のキー33入力等による表示モード切替等により、表示パネル21の表示内容を変更する必要がある場合に、セグメント211ごとに実行される。
具体的に色変更時処理では、図17に示すように、まず、制御基板22の目標値設定手段223が、表示すべき内容に合わせて表示パネル21の所定のセグメント211(対象セグメント211)に表示させる階調レベルを目標値として設定し、当該目標値をセグメント211に区分してRAM225に一時的に記憶させる(ステップS01)。
ここで、値判定部2241が、対象セグメント211の現在値と目標値とがそれぞれ一致すると判定した場合には、表示内容を変更する必要がない、すなわち、色変更のためのパルス印加を行う必要が無いと判断して、色変更時処理を終了する。
具体的に、パルス印加部2242は、目標値と現在値とを比較し、目標値の色濃度が、現在値の色濃度より高いと判断した場合、すなわち、LUTの横軸において現在値が目標値より左側に位置すると判断した場合には、正のパルスすなわち黒方向のパルスを、1パルス印加する(ステップS05)。また、目標値の色濃度が現在値の色濃度より低いと判断した場合、すなわち、LUTの横軸において現在値が目標値の右側に位置すると判断した場合には、パルス印加部2242は、負のパルスすなわち白方向のパルスを、1パルス印加する(ステップS06)。このパルス印加部2242によるパルス印加によって、対象セグメント211の色濃度が、目標値の色濃度に近づくこととなる。
そして、現在値更新部2244が、ステップS07で遷移値取得部2243により取得された遷移値で、RAM225に記憶された対象セグメント211の現在値を更新する(ステップS08)。
現在値が黒レベル1である対象セグメント211の表示状態を、黒レベル3に変更する際には、色変更時処理において、まず、目標値設定手段223が対象セグメント211の目標値を黒レベル3に設定する(ステップS01)。この後、パルス印加手段224の値判定部2241が、RAM225から対象セグメント211の現在値(黒レベル1)、および、当該対象セグメント211の目標値(黒レベル3)を取得する(ステップS02)。この後、値判定部2241が現在値と目標値とを比較する(ステップS03)が、それぞれは一致しない。このため、パルス印加部2242は、現在値が目標値に近接する方向が黒方向であるか白方向であるかを判定する(ステップS04)。
なお、以上のような色変更時処理における動作は、現在値が「黒レベル1」であり、目標値が「黒レベル3」である場合について説明したが、例えば、目標値が「白レベル6」である場合においても、印加パルスが白方向であり、また、S02〜S08が結果として4回繰り返されること以外は、同様に処理される。
すなわち、制御基板22のパルス印加手段224は、目標値設定手段223により設定された目標値に、色変更対象となる対象セグメント211の現在の階調レベル(現在値)が一致するまで、現在値を更新しつつ黒方向または白方向のいずれかのパルスを1パルスずつ印加する。具体的に、パルス印加手段224の値判定部2241が、目標値と現在値とを比較判定し、一致しない場合には、パルス印加部2242が、現在値が目標値に近づくように、黒方向または白方向のパルスを1パルス印加する。そして、遷移値取得部2243が、フラッシュメモリ226に記憶された色遷移情報であるLUTから、遷移先の階調レベル(遷移値)を取得し、当該遷移値で現在値更新部2244が現在値を更新する。そして、このようなパルス印加手段224による処理を、現在値と目標値とが一致するまで繰り返す。
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、目標値設定手段223は、黒方向および白方向のパルス印加で表示可能な色濃度に対応する階調レベル(白レベル6、黒レベル1、黒レベル3および黒レベル6)を目標値として設定するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、表示パネル21の各セグメント211で表示可能な階調レベルのうち、いずれかを目標値として設定するようにしてもよい。このような場合、一方の方向のパルスを所定回数印加した後、他方の方向のパルスを印加するようにすればよい。例えば、現在値が「黒レベル3」であり、目標値が「黒レベル2」である場合、白方向のパルスを1パルス印加して「黒レベル1」とした後に、黒方向のパルスを1パルス印加して「黒レベル2」とするようにしてもよい。
さらに、前記実施形態では、正のパルスとして黒方向のパルスを、また、負のパルスとして白方向のパルスを印加するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、セグメントに印加する正のパルスおよび負のパルスは、当該セグメントを構成するマイクロカプセルの各色素片の荷電状態に応じて、適宜設定してよい。
Claims (6)
- 電極間に色及び極性の異なる2種類の電気泳動素子を有し、印加電圧に応じて表示状態が変化する電気泳動表示パネルと、前記電極間に電圧を印加して前記電気泳動表示パネルを駆動する駆動手段とを備えた表示装置であって、
前記駆動手段は、
前記電気泳動素子により表示される色レベルと、当該色レベルの前記電気泳動素子に接続された前記電極に対して正のパルスを印加した際の色レベル、および、負のパルスを印加した際の色レベルとが関連付けられた色遷移情報を記憶する記憶手段と、
前記電気泳動素子に表示させる色レベルを目標値として設定する目標値設定手段と、
前記電気泳動素子の現在の色レベルである現在値が、少なくとも前記目標値と一致するまで前記電極に所定電圧レベルのパルスを印加するパルス印加手段とを備え、
前記パルス印加手段は、
前記現在値と、前記目標値とが一致するか否かを判定する値判定部と、
前記値判定部により一致しないと判定されると、前記現在値が前記目標値に近接するように、前記電極に対して、前記正のパルスおよび前記負のパルスのいずれかを印加するパルス印加部と、
前記パルスが印加された際の色レベルである遷移値を、前記色遷移情報から取得する遷移値取得部と、
取得された前記遷移値で、前記現在値を更新する現在値更新部とを有することを特徴とする表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置において、
前記色遷移情報は、
前記電気泳動表示パネルにより表示可能な複数の色レベルと、当該複数の色レベルのそれぞれの表示状態にある前記2種類の電気泳動素子に係る前記電極に対して、前記正のパルスおよび前記負のパルスのいずれかを印加した際の前記遷移値とが関連付けられたテーブルとして、前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項2に記載の表示装置において、
前記色遷移情報は、一方の軸に前記複数の色レベルが設定され、他方の軸に前記目標値を含み、前記電気泳動素子で表示可能な色レベルが設定されたテーブルとして、前記記憶手段に記憶され、
前記遷移値は、前記現在値の表示状態にある前記電気泳動素子に係る前記電極に対して、前記正のパルスおよび前記負のパルスのいずれかを1パルス印加した際の色レベルで設定されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の表示装置において、
前記目標値設定手段は、
前記2種類の電気泳動素子のうち第一の電気泳動素子の視認性が増加しかつ第二の電気泳動素子の視認性が減少する方向、および、前記第一の電気泳動素子の視認性が減少しかつ前記第二の電気泳動素子の視認性が増加する方向のそれぞれで前記2種類の電気泳動素子の視認性によって定まる表示状態が略同じとなる色レベルを前記目標値に設定することを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の表示装置において、
前記2種類の電気泳動素子は、濃淡を形成する2つの色素片であり、
前記色レベルは、前記各色素片によって形成される濃淡の階調レベルであることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の表示装置と、当該表示装置を収納する筐体とを備えることを特徴とする時計。
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