特開 2023-81206 表示装置、表示制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023081206

(43)【公開日】2023-06-09

(54)【発明の名称】表示装置、表示制御方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/34 20060101AFI20230602BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20230602BHJP

   G09F 9/37 20060101ALI20230602BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20230602BHJP

【ＦＩ】

G09G3/34 C

G09G3/20 611A

G09G3/20 641P

G09F9/37

G09F9/30 308Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021194965

(22)【出願日】2021-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】谷岡 弘章

【テーマコード（参考）】

5C080

5C094

【Ｆターム（参考）】

5C080AA13

5C080DD01

5C080DD26

5C080JJ01

5C080JJ02

5C080JJ06

5C080JJ07

5C080KK07

5C080KK50

5C094AA22

5C094BA75

5C094DA06

5C094HA07

5C094HA10

(57)【要約】

【課題】視認性を維持しつつ消費電力を抑えることを目的としている。
【解決手段】電気泳動方式を用いた表示部と、前記表示部に表示する第一の画像の階調情報と、前記第一の画像の次に前記表示部に表示する第二の画像の階調情報に基づき、前記第二の画像の階調情報を変換する変換部と、を有する表示装置である。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気泳動方式を用いた表示部と、
前記表示部に表示する第一の画像の階調情報と、前記第一の画像の次に前記表示部に表示する第二の画像の階調情報に基づき、前記第二の画像の階調情報を変換する変換部と、を有する表示装置。

【請求項2】

前記第一の画像の階調情報と、前記第二の画像の階調情報との差分が所定の階調閾値以上であるか否かを判定する判定部を有し、
前記変換部は、
前記差分が前記階調閾値以上である場合に、前記差分が前記階調閾値未満となるように、前記第二の画像の階調情報を変換する、請求項１記載の表示装置。

【請求項3】

前記変換部により階調情報が変換された後の第二の画像を、前記第一の画像の次に前記表示部に表示させる表示制御部を有する、請求項１又は２記載の表示装置。

【請求項4】

バッテリを有し、
前記判定部は、
前記バッテリの残容量が所定の閾値以下である場合に、前記第一の画像の階調情報と、前記第二の画像の階調情報との差分が前記階調閾値以上であるか否かを判定する、請求項２記載の表示装置。

【請求項5】

前記バッテリの残容量が所定の閾値以下である場合に、前記第一の画像の階調情報と、前記第二の画像の階調情報とを算出する階調算出部を有する、請求項４記載の表示装置。

【請求項6】

前記表示部は、フレキシブルディスプレイである、請求項１乃至５の何れか一項に記載の表示装置。

【請求項7】

前記表示装置は、電子黒板である、請求項１乃至５の何れか一項に記載の表示装置。

【請求項8】

表示装置による表示制御方法であって、前記表示装置が、
電気泳動方式を用いた表示部に表示する第一の画像の階調情報と、前記第一の画像の次に前記表示部に表示する第二の画像の階調情報に基づき、前記第二の画像の階調情報を変換する、表示制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置、表示制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、表示装置における消費電力を削減するため技術が知られている。その一例として、例えば、従来では、周辺輝度が高い場合に、映像信号に基づいて算出された平均階調値を中心に設定した一定範囲の階調情報を多く残し、低階調域と高階調域の階調情報は積極的に削減することで、消費電力を削減する技術が知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

電気泳動方式を用いた表示装置は、バックライト構造を持たず、反射光によって利用者画像を認識させるため、上述した従来の技術を適用した場合、低階調域や高階調域の階調情報を削減した場合、視認性も低下する可能性がある。

【0004】

開示の技術は、視認性を維持しつつ消費電力を抑えることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

開示の技術は、電気泳動方式を用いた表示部と、前記表示部に表示する第一の画像の階調情報と、前記第一の画像の次に前記表示部に表示する第二の画像の階調情報に基づき、前記第二の画像の階調情報を変換する変換部と、を有する表示装置である。

【発明の効果】

【0006】

視認性を維持しつつ消費電力を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第一の実施形態の表示装置のハードウェア構成の一例を示す概略図である。

【図2】電気泳動方式を用いた表示装置の基本原理を説明する図である。

【図3】消費電力と表示される画像との関係について説明する図である。

【図4】階調情報の算出について説明する図である。

【図5】表示装置の機能構成を説明する図である。

【図6】表示装置の動作を説明するフローチャートである。

【図7】第二の実施形態の表示装置の外観を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第一の実施形態）
以下に、図面を参照して本実施形態についてら説明する。図１は、第一の実施形態表示装置のハードウェア構成の一例を示す概略図である。

【0009】

本実施形態の表示装置１００は、メインコントローラ１１０、電子ペーパ１２１、ＥＰＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＰＤ）コントローラ１２２、タッチパネル１３１、バッテリ１４１、１５１、バッテリコントローラ１４２、１５２、タッチペン１７１、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ：ＡＣ）アダプタ１６１を有する。

【0010】

本実施形態の表示装置１００は、例えば、タブレット型端末のように、可搬型であってもよい。

【0011】

本実施形態の表示装置１００のメインコントローラ１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）１１２、不揮発性のフラッシュメモリ１１３、揮発性のランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）１１４、加速度センサ１１５、無線モジュール１１６、バス１８１を有する。

【0012】

本実施形態の表示装置１００において、電子ペーパ１２１は、電気泳動方式を用いた電気泳動ディスプレイであり、表示部の一例である。ＥＰＤコントローラ１２２は、メインコントローラ１１０からの指示に応じて、電子ペーパ１２１の表示を制御する。

【0013】

タッチパネル１３１は、タッチパネルコントローラ１３２とタッチセンサ１３３とを有する。タッチパネルコントローラ１３２は、タッチセンサ１３３が入力を検出すると、検出結果をメインコントローラ１１０に対して出力する。タッチセンサ１３３は、タッチペン１７１等による手書き入力を検出する。

【0014】

バッテリ１４１、１５１は、二次電池であり、リチウムイオンバッテリを用いてもよい。バッテリコントローラ１４２、１５２のそれぞれは、メインコントローラの指示に応じてバッテリ１４１、１５１の充放電を制御する。また、バッテリコントローラ１４２、１５２のそれぞれは、バッテリ１４１、１５１の残容量を監視する。

【0015】

ＡＣアダプタ１６１は、交流電源から直流電圧を生成すると共に電源電流を供給する。なお、電源電流は、ＡＣアダプタ１６１が供給する電流を意味し、以下、電流と省略することもある。タッチペン１７１は、電子ペーパ１２１に対して手書き入力を行うための入力装置の一つである。

【0016】

ＣＰＵ１１２は、表示装置１００全体の動作を制御する制御部である。フラッシュメモリ１１３は、表示装置１００を制御するためのプログラム等が格納される。ＲＡＭ１１４は、ＣＰＵ１１２のワークエリアとして使用される。加速度センサ１１５は、表示装置１００の加速度を検出する。無線モジュール１１６は、表示装置１００を外部装置やスマートフォート等に接続し、画像データの取り込み等を行う。

【0017】

バス１８１は、上述した各ハードウェアと接続され、各ハードウェア間のデータの送受信及び制御等に使用される。

【0018】

ここで、図２を参照して、本実施形態の表示装置１００の電子ペーパ１２１の基本原理について説明する。

【0019】

図２は、電気泳動方式を用いた表示装置の基本原理を説明する図である。本実施形態の電子ペーパ１２１では、前面透明電極３０１と、背面電極３０２とが対向して設けられている。また、前面透明電極３０１と、背面電極３０２との間には、透明のマイクロカプセル３０３が挟持されている。

【0020】

各マイクロカプセル３０３内には、負に帯電した黒色粒子３０４と、正に帯電した白色粒子３０５とが含まれる。なお、黒色粒子３０４は、青色粒子であってもよい。前面透明電極３０１は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ－Ｔｉｎ－Ｏｘｉｄｅ）等が用いられてよい。

【0021】

本実施形態では、前面透明電極３０１に正の電圧を印加すると、正に帯電した白色粒子３０５が表面（表示面）に現れ、前面透明電極３０１に負の電圧を印加すると負に帯電した黒色粒子３０４が表面に移動し、表示色が変化する。

【0022】

このように、電子ペーパ１２１は、表示を変化させる際に電力が消費されるものであり、表示を変化させた後の表示状態の維持には電力は消費されない。

【0023】

次に、図３を参照して、電子ペーパ１２１の消費電力と電子ペーパ１２１に表示される画像との関係について説明する。

【0024】

図３は、消費電力と表示される画像との関係について説明する図である。本実施形態の表示装置１００では、電子ペーパ１２１に表示されている画像を変化させる場合、現在表示されている画像と、次に表示させる画像との階調の差分が大きいほど、消費電力が大きくなる。

【0025】

なお、以下の説明では、現在電子ペーパ１２１に表示されている画像を第一の画像と表現し、次に電子ペーパ１２１に表示される画像を第二の画像と表現する。また、図３の例では、電子ペーパ１２１は、１６階調で画像を表現するものとする。

【0026】

図３（ａ）では、第一の画像は黒色一色の画像とし、第二の画像が白色一色の画像とした場合を示している。この場合、第一の画像の全画素が、階調レベルが"０"の状態から"１５"の状態に書き換わることを意味する。言い換えれば、黒色粒子３０４と白色粒子３０５とを総入れ替えすることを意味する。

【0027】

また、図３（ｂ）に示す他の例では、第一の画像を灰色一色の画像とし、第二の画像を白色一色の画像とした場合を示している。これは、第一の画像の全画素が、階調レベルが"８"の状態から諧調レベルが"１５"の状態に書き換わることを意味する。

【0028】

図３（ａ）の例と図３（ｂ）の例を比較した場合、図３（ａ）の例のほうが、移動させる粒子の数が多くなり、より多くの電力を消費する。

【0029】

つまり、表示装置１００では、第一の画像から第二の画像へ表示を変化させる際に、第一の画像と第二の画像のそれぞれの階調レベルの差分が大きいほど、消費電力が大きくなる。

【0030】

なお、図３の例では、第一の画像と第二の画像のそれぞれを一色の画像としているが、第一の画像と第二の画像とは、一色の画像に限定されない。

【0031】

そこで、本実施形態では、第一の画像と第二の画像のそれぞれについて、全画素の階調レベルの平均値を算出し、それぞれの階調情報とする。以下の説明では、第一の画像の階調情報を第一の階調情報と表現し、第二の画像の階調情報を第二の階調情報と表現する場合がある。

【0032】

そして、本実施形態では、第一の階調情報と第二の階調情報との差分が所定の階調閾値以上である場合に、２つの画像の階調情報の差分が階調閾値未満となるように、第二の画像の階調情報を変換する。

【0033】

また、本実施形態では、バッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以下であり、且つ、２つの画像の階調情報の差分が階調閾値以上となる場合に、第二の画像の階調情報を変換してもよい。

【0034】

以下に、図４を参照して、本実施形態の階調情報の変換について説明する。図４は、階調情報の算出について説明する図である。

【0035】

図４に示す画像４１は、第一の画像の一例であり、画像４２は、第二の画像の一例である。また、図４に示す画像４３は、階調情報を変換した後の第二の画像の一例である。以下の説明では、階調情報を変換した第二の画像を、変換後の第二の画像と表現する場合がある。

【0036】

また、図４では、画像４１を示す画像データと画像４２を示す画像データを２８８０×２１６０ピクセルの画像データとし、所定の階調閾値を「８」として説明する。

【0037】

本実施形態では、表示装置１００のバッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以上である場合は、第二の画像の階調情報を変換せずに、そのまま表示させる。

【0038】

また、表示装置１００は、バッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値未満である場合は、画像４１の階調情報と、画像４２の階調情報とを算出し、その差分が階調閾値以上であるか否かを判定する。

【0039】

ここで、画像４１、４２の階調情報Ｆは、ピクセル座標（Ｘｉ，Ｙｊ）の階調レベルをｆ（Ｘｉ，Ｙｊ）とした場合、以下の式（１）により求められる。

【数1】

そして、本実施形態では、画像４１の階調情報と画像４２の階調情報との差分が階調閾値「８」以上である場合、画像４２の階調情報を変換して画像４３とし、画像４３を画像４２の代わりに表示させる。

【0040】

ここで、画像４２の階調情報Ｆ_ｏｌｄとした場合、変換後の画像４３の階調情報Ｆ_ｎｅｗは、以下の式（２）により求められる。

【数2】

本実施形態では、このように、バッテリの残容量が所定の閾値以下の場合であり、且つ、現在表示されている画像の階調情報と、次に表示される画像の階調情報との差分が階調閾値以上である場合に、次に表示される画像の階調情報を変換する。そして、変換後の画像を、現在表示されている画像の次に表示させる。

【0041】

次に、図５を参照して、本実施形態の表示装置１００について説明する。図５は、表示装置の機能構成を説明する図である。本実施形態の表示装置１００は、ＣＰＵ１１２がフラッシュメモリ１１３等に格納されてプログラムを読み出して実行することで、図２に示す各部の機能を実現する。

【0042】

本実施形態の表示装置１００は、データ記憶部２１０、通信制御部２２０、入力受付部２３０、表示制御部２４０、階調算出部２５０、判定部２６０、変換部２７０を含む。

【0043】

データ記憶部２１０は、例えばＲＡＭ１１４により実現されるものであり、電子ペーパ１２１に表示させる画像データ等を格納する。

【0044】

通信制御部２２０は、無線モジュール１１６を介した表示装置１００と他の装置との通信を制御する。

【0045】

入力受付部２３０は、タッチパネル１３１に対する手書き入力や、外部装置からの画像データの入力等を受け付ける。手書き入力とは、例えば、電子ペーパ１２１に対する筆記及び削除の操作を含む。なお筆記は、タッチパネル１３１を介してタッチペン１７１によって実行されてもよい。

【0046】

表示制御部２４０は、ＥＰＤコントローラ１２２を介して電子ペーパ１２１を制御する。

【0047】

階調算出部２５０は、電子ペーパ１２１に表示されている第一の画像の階調情報と、第一の画像の次に電子ペーパ１２１に表示される第二の画像の階調情報とを算出する。

【0048】

判定部２６０は、バッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以下であるか否かを判定する。本実施形態の所定の閾値は、予め設定された値であってよい。

【0049】

また、判定部２６０は、バッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以下である場合に、第一の階調情報と、第二の階調情報とに基づき、第二の階調情報を変換するか否かを判定する。具体的には、判定部２６０は、第一の階調情報と、第二の階調情報との差分が、階調閾値以上であるか否かを判定する。本実施形態の階調閾値は、予め設定された値であってよい。

【0050】

変換部２７０は、判定部２６０により、第一の階調情報と第二の階調情報との差分が階調閾値以下であった場合に、第一の階調情報と第二の階調情報との差分が階調閾値未満となるように、第二の階調情報を変換する。

【0051】

次に、図６を参照して、本実施形態の表示装置１００の動作を説明する。図６は、表示装置の動作を説明するフローチャートである。

【0052】

本実施形態の表示装置１００は、電源が入れられることにより起動する（ステップＳ６０１）。続いて、表示装置１００は、入力受付部２３０により、手書き入力や画像データのアップロードを検出したか否かを判定する（ステップＳ６０２）。

【0053】

ステップＳ６０２において、手書き入力や画像データのアップロードを検出しない場合、表示装置１００は、待機する。

【0054】

ステップＳ６０２において、手書き入力や画像データのアップロードを検出した場合、表示装置１００は、判定部２６０により、表示装置１００のバッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。本実施形態のバッテリ１４１、１５１の残容量の閾値は、予め設定された値であってよい。なお、ここで、残容量とは、バッテリ１４１、１５１のそれぞれの残容量の合計であってもよい。

【0055】

ステップＳ６０３において、バッテリ１４１、１５１の残容量が閾値より大きい場合、表示装置１００は、後述するステップＳ６０７へ進む。

【0056】

ステップＳ６０３において、バッテリ１４１、１５１の残容量が閾値以下である場合、表示装置１００は、階調算出部２５０により、第一の画像の階調情報（第一の階調情報）と、第二の画像の階調情報（第二の階調情報）とを算出する（ステップＳ６０４）。

【0057】

続いて、表示装置１００は、判定部２６０により、第一の階調情報と第二の階調情報との差分が、階調閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ステップＳ６０５において、差分が階調閾値未満である場合、表示装置１００は、後述するステップＳ６０７へ進む。

【0058】

ステップＳ６０５にやすい、差分が階調閾値以上である場合、表示装置１００は、変換部２７０により、第二の画像の階調情報を、差分が階調閾値未満となるように変換する（ステップＳ６０６）。

【0059】

続いて、表示装置１００は、表示制御部２４０により、電子ペーパ１２１に表示されている第一の画像を第二の画像に更新する（ステップＳ６０７）。

【0060】

続いて、表示装置１００は、電源をオフする操作を受け付けたか否かを判定し（ステップＳ６０８）、電源をオフする操作を受け付けていない場合は、ステップＳ６０２へ戻る。また、表示装置１００は、電源をオフする操作を受け付けると、処理を終了する。

【0061】

このように、本実施形態では、現在表示されている画像と、次に表示される画像との階調の差分を所定の階調閾値未満とすることで、表示を変化させる際に消費される電力を抑制することができる。また、本実施形態では、低階調域や高階調域の階調情報が削除されることがなく、視認性を維持することができる。

【0062】

さらに、本実施形態では、バッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以下となった場合に、２つの画像の階調情報を比較する処理を行うため、バッテリ１４１、１５１の残容量が閾値以下となった状態で利用できる時間を長くすることができる。

【0063】

なお、本実施形態では、バッテリ１４１、１５１の残容量が所定の閾値以下である場合に、第一の階調情報と第二の階調情報とを比較する処理を行うものとしたが、これに限定されない。本実施形態では、バッテリ１４１、１５１の残容量と無関係に、第一の階調情報と第二の階調情報とを比較する処理を行ってもよい。このようにすれば、バッテリ１４１、１５１の残容量に関わらず、表示を変化させる際の消費電力を低減させることができる。

【0064】

また、本実施形態の表示装置１００は、電気泳動式のディスプレイを有する据え置き型の電子黒板であってもよい。

【0065】

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、第一の実施形態を、フレキシブルディスプレイに適用している。

【0066】

図７は、第二の実施形態の表示装置の外観を説明する斜視図である。図７に示す表示装置１００Ａは、折り畳み可能な端末装置である。表示装置１００Ａの筐体１０１の前面には、フレキシブルディスプレイ１０３とタッチセンサ１０４とが重ねて設けられている。また、本実施形態では、フレキシブルディスプレイ１０３は、電気泳動方式を用いたものであってよい。
表示装置１００Ａは、図７（ａ）に示す展開した状態において、フレキシブルディスプレイ１０３による画像の表示、および、タッチセンサ１０４によるタッチ操作の検知が可能である。表示装置１００Ａは、図７（ａ）に示す展開した状態から、図７（ｂ）に示すように、折り曲げ位置Ｐ１（中間位置）にある折り曲げ部１０１Ｂにおいて谷折りに折り曲げられることにより、図７（ｃ）に示すように２つ折りに折り畳まれた状態となる。これにより、表示装置１００Ａは、コンパクトな持ち運びおよび収納が可能となる。例えば、表示装置１００Ａは、スマートフォン、タブレット端末、ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等であってよい。

【0067】

本実施形態では、この表示装置１００Ａに、第一の実施形態の実施形態を適用することで、視認性を維持しつつ、表示を変化させる際の消費電力を削減することができる。

【0068】

なお、各実施形態の実施形態の表示装置の機能を実現させるプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して流通させるようにしてもよい。

【0069】

さらに、上述した各実施形態の表示装置を、ネットワークを介してコンピュータまたは他の表示装置と接続した画像処理システムに適用してもよい。

【0070】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0071】

１００ 表示装置
１２１ 電子ペーパ
１４１、１５１ バッテリ
１６１ ＡＣアダプタ
２１０ データ記憶部
２２０ 通信制御部
２３０ 入力受付部
２４０ 表示制御部
２５０ 階調算出部
２６０ 判定部
２７０ 変換部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0072】

【特許文献1】特開２００８－７０４９６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】