CN1846244A - 提高图像质量的电子书 - Google Patents

Abstract

在比如利用电泳显示器的电子书的电子阅读装置(300，400)中通过移动在所述电泳显示器上依次显示的连续页上的起始行和/或列来提高图像质量。例如，第一页(530，830)可从第一位置开始显示，第二页(630，930)可从第二位置开始显示，第三页(730，1030)可从第三位置开始显示，依此类推。通过相对前一页移动每一页的起始行和/或列，显著降低了由重复的图像/文本更新所引起的图像停滞效应，产生高质量的图像。也显著降低了周期性擦除或重置显示器以移除图像停滞效应的需要，由此降低了功耗并提高了用户方便性。

Description

提高图像质量的电子书

技术领域

本发明一般地涉及一种电子阅读装置，比如电子书和电子报纸，并且更具体地涉及一种用于通过降低图像停滞效应来使用这种装置提高图像质量的方法和设备。

背景技术

最近技术的发展已经提供了“用户友好的”的电子阅读装置，比如有很多时机展开的电子书。例如，电泳显示器就很有前途。这种显示器具有固有的存储器行为并且能够在没有能量消耗的情况下将图像保持相当长的一段时间。只在显示器需要用新的信息刷新或更新时才消耗能量。因此，在这种显示器中的能量消耗非常低，适合应用于便携式电子阅读装置，比如电子书和电子报纸。电泳是指充电的微粒在施加的电场中运动。当电泳出现在液体中时，微粒以基本由所述微粒受到的粘滞曳力、它们的电荷(要么是永久的要么是感应的)、液体的介电特性、和施加的场的大小所确定的速度来运动。

例如，国际专利申请WO 99/53373，于1999年4月9日由美国马萨诸塞州Cambridge的E Ink公司公布的，并且名为Full ColorReflective Display With Multichromatic Sub-Piexel，描述了这种显示装置。WO 99/53373讨论了一种具有两个衬底的电子墨水显示器。一个衬底是透明的，而另一个具有以行和列排列的电极。一个显示元素或像素与行电极和列电极的一个交点关联。显示元素利用薄膜晶体管(TFT)与列电极耦合，薄膜晶体管的栅极与行电极耦合。显示元素的排列、TFT晶体管、以及行和列电极一起形成了有源矩阵。另外，显示元素包括一个像素电极。一个行驱动器选择一行显示元素，并且一个列驱动器经由列电极和TFT晶体管将一个数据信号提供给所选择的显示元素行。该数据信号对应于待显示的图形数据，比如文本或图形。

在像素电极和透明衬底上的普通电极之间提供电子墨水。该电子墨水包括多个微胶囊，其直径大约为10到50微米。在一个方法中，每个微胶囊具有在液体载体介质或流体中悬浮的正充电的白色微粒和负充电的黑色微粒。当正电压被施加到像素电极时，白色微粒朝着透明衬底向微胶囊一侧移动，并且观察者将看到白色的显示元素。同时，黑色微粒在微胶囊的相反侧上朝像素电极移动，在微胶囊的相反侧上黑色微粒对于观察者来说是隐藏的。通过将负电压施加到像素电极，黑色微粒朝着透明衬底向在微胶囊一侧的普通电极移动，并且显示元素对观察者显得是黑的。同时，白色微粒在微胶囊的相反侧上朝像素电极移动，在微胶囊的相反侧上白色微粒对于观察者来说是隐藏的。当电压被移除时，显示装置仍然为所获得的状态并因而显示出双稳态的特性。在另一个方法中，微粒被提供在着色液体中。例如，黑色微粒可被提供在白色液体中，或者白色微粒可被提供在黑色液体中。或者，其它颜色的微粒可被提供在不同颜色的液体中，例如白色微粒在绿色液体中。

例如空气的其它流体可用在充电的黑色和白色微粒在电场中来回移动的介质中(例如Bridgestone SID2003-Symposium onInformation Displays.May 18-23，2003，-digest 20.3)。也可以用彩色的微粒。

为了形成电子显示器，电子墨水可印刷在一片被层压到一层电路的塑料薄膜上。该电路形成一个能接下来由显示驱动器控制的像素图案。因为微胶囊悬浮在液体载体介质中，因此可利用存在的屏幕印刷过程将它们印刷到实际上任何的表面上，包括玻璃、塑料、纤维、甚至纸。此外，使用柔软的薄片允许将电子阅读装置的设计近似于传统书本的外观。

但是，这种电子阅读装置的一个困难在于，图像质量由于图形停滞效应而降低。尤其地，因为电子墨水类型显示器强的存储效应，前一图像在显示下一图像，尤其是当像素重复切换时不能被完全擦除，这导致在显示器上的图像停滞的其中。像素的存储效应主要位于各个像素，但是有时候可能取决于附近的像素。为了避免图像停滞效应在时间上不可接受的增大，需要通过在全黑和全白状态之间(例如至少三次)切换整个显示来周期地执行重置。所使用的重置脉冲具有例如达到500毫秒的持续时间，这足以将微粒移动到极限的光学状态，例如黑色或白色。重置对于用户是不方便的，因为这通常要持续3到5秒的时间并且是清楚可见的。因此，期望降低图像停滞效应，从而降低这种重置所需的频率。

发明内容

本发明解决了上述和其它的问题。

在本发明的一个方面中，提供了一种用于在电子阅读装置上显示信息的方法，所述电子阅读装置具有像素以多个行和列排列的显示区域。每个像素可包括切换电子器件，比如薄膜晶体管(TFT)、二极管或金属-绝缘体-金属(MIM)器件。该方法包括从显示区域的第一位置开始在显示区域上显示第一页，第一位置比如是行或列，并且响应下一页命令，从显示区域不同于第一位置的第二位置开始在显示区域上显示第二页以代替第一页，第二位置比如是行或列。响应随后的下一页命令，依次从显示区域变动的位置开始在显示区域上显示随后的页。垂直行移动和水平列移动可分别或结合地被应用。

还提供了有关的电子阅读装置和计算机程序产品。

附图说明

在附图中：

图1图解地示出了电子阅读装置的一部分显示屏幕的实施例的前视图；

图2图解地示出了沿图1中的2-2的横截面视图；

图3图解地示出了电子阅读装置的概观；

图4图解地示出了两个具有相应显示区域的显示屏幕；

图5图解地示出了显示具有行移动的第一页的显示屏幕；

图6图解地示出了显示具有行移动的第二页的显示屏幕；

图7图解地示出了显示具有行移动的第三页的显示屏幕；

图8图解地示出了显示具有列移动的第一页的显示屏幕；

图9图解地示出了显示具有列移动的第二页的显示屏幕；

图10图解地示出了显示具有列移动的第三页的显示屏幕；

图11图解地示出了显示具有行和列移动的第一页的显示屏幕；

图12图解地示出了显示具有行和列移动的第二页的显示屏幕；

图13图解地示出了显示具有行和列移动的第三页的显示屏幕。

在所有附图中，对应的部分由相同的参考标记引用。

具体实施方式

图1和2显示电子阅读装置的一部分显示面板1的实施例，所述电子阅读装置具有第一衬底8、第二相反衬底9和多个象元2。象元2可基本上沿着直线以二维结构排列。为了清楚，象元2显示为相互隔开，但是在实际中，象元2彼此非常接近以便形成连续的图像。此外，只显示了全部显示屏幕的一部分。象元的其它排列也是可能的，比如蜂巢排列。具有充电微粒6的电泳介质5存在于衬底8和9之间。第一电极3和第二电极4与每个象元2关联。电极3和4能够接收电位差。在图2中，对于每个象元2，第一衬底具有第一电极3并且第二衬底9具有第二电极4。充电微粒6能够占据电极3和4附近或者它们中间的位置。每个象元2具有由电极3和4之间的充电微粒6的位置确定的外观。电泳介质5本身可从美国专利第5,961,804、6,120,839和6,130,744得知，并且可以例如从E Ink公司获得。

作为一个例子，电泳介质5在白色的流体中可包含负充电的黑色微粒6。当由于例如15伏特的电位差而使充电微粒6在第一电极3附近时，象元2的外观是白色。当由于例如-15伏特的相反极性的电位差而使充电微粒6在第二电极4附近时，象元2的外观是黑色。当充电微粒6在电极3和4之间时，象元具有中间外观，比如在黑色和白色之间的灰度级。驱动控制器100控制每个象元2的电位差，以在整个显示屏幕中创建期望的图像或文本。整个显示屏幕由多个对应显示中的像素的象元组成。

图3图解地示出了电子阅读装置的概观。电子阅读装置300包括控制器100，其包括寻址电路105。控制器100控制一个或多个显示屏幕310，比如电泳屏幕，以便使期望的文本或图像被显示。例如，控制器100可将电压波形提供给显示屏幕310中不同的像素。寻址电路提供用于寻址特定像素的信息，比如行和列，以便使期望的图像或文本被显示。如下面进一步所述的，控制器100使连续的页从不同的行和/或列开始显示。图像或文本数据可存储在存储器120中。一个例子是Philips Electronics的小型机构光盘(SFFO)系统。控制器100可响应于启动用户命令的由用户激活的软件或硬件按钮320，用户命令例如下一页命令或前一页命令。

控制器100可以是执行任何类型计算机代码装置以实现这里所述功能的计算机的一部分，计算机代码装置比如是软件、固件、微代码等等。由此，以一种对本领域技术人员显而易见的方式来提供包括这种计算机代码装置的计算机程序产品。控制器100可具有用于周期性提供电子书的显示区域的强制重置的逻辑，强制重置例如在显示每x页之后、在每y分钟，例如10分钟之后、当电子阅读装置第一次打开时、和/或当亮度偏差大于一个值，比如3％的反射时。为了自动重置，可通过经验基于导致可接收图像质量的最低频率经验地确定可接受的频率。并且，可通过用户经由功能按钮或其它的接口装置例如在用户开始读取电子阅读装置，或者当图像质量下降到一个不可接受的级别时手动地启动重置。利用本发明，所要求的重置频率例如可下降80％或者更多。

本发明还可与任何类型的电子阅读装置一起使用。图4说明了具有两个独立显示屏幕的电子阅读装置400的一个可能例子。具体地，第一显示区域442在第一屏幕440上提供，并且第二显示区域452在第二屏幕450上提供。屏幕440和450可由粘合物445连接，粘合物445允许这些屏幕对着彼此平着折叠，或者在一个表面上平着展开或放置。这个布置是所期望的，因为其紧密复制了阅读传统书籍的感受。

可提供各种用户接口装置，以允许用户启动页前进、页后退命令等等。例如，第一区域442可包括屏幕上的按钮424，该按钮可利用鼠标或者其它指示装置、触摸激活、PDA笔、或其它已知的技术来激活，从而在电子阅读装置的页之间导航。除了页前进和页后退命令外，还可提供在同一页向上和向下滚动的能力。可替换地或另外地提供硬件按钮422，以允许用户提供页前进和页后退命令。第二区域452还包括屏幕上按钮414和/或硬件按钮412。注意，第一和第二显示区域442、452周围的框架405是不要求的，因为显示区域可以是无框架的。诸如话音命令接口的其它接口也可使用。注意，按钮412、414；422、424对于两个显示区域来说是不要求的。即是，可提供页前进和页后退按钮的单个集合。或者，可启动单个按钮或诸如摇臂开关的其它装置，以提供页前进和页后退命令。还可提供功能按钮或其它接口装置，以允许用户手动启动重置。

在其它可能的设计中，电子书具有带有单个一次显示一页的显示区域的单个显示屏幕。或者，可将单个显示屏幕分成两个或更多的例如水平或垂直排列的显示区域。在任何情况下，本发明可与各个显示区域一起使用，以降低存储器停滞效应。

此外，当使用多个显示区域时，可以以期望的顺序显示连续的页。例如在图4中，第一页可显示在显示区域442上，而第二页显示在显示区域452上。当用于请求观看下一页时，第三页可显示在第一显示区域442以代替第一页，而第二页仍然在第二显示区域452中显示。类似地，第四页可显示在第二区域452中，依此类推。在另一个方法中，当用户请求观看下一页时，两个显示区域都被更新，使得第三页显示在第一显示区域442中以代替第一页，并且第四页显示在第二显示区域452中以代替第二页。当使用单个显示区域时，显示第一页，接着当用户输入下一页命令时第二页写在第一页上，依此类推。该过程对页后退命令反向工作。此外，该过程可等效地应用于从右到左读取文本的语言，比如希伯来语，以及逐列而不是逐行读取文本的语言，比如中文。

此外注意，不需要在显示区域上显示整个页。可显示一部分页并且提供滚动能力以允许用户上、下、左、右的滚动来读取该页的其它部分。可提供放大和缩小能力以允许用户改变文本或图像的大小。例如这对于视力减弱的用户来说是所期望的。

图5图解地示出了用于显示第一页的具有行的显示屏幕。所示的显示屏幕或区域520具有多个以行和列排列的像素2。仅有少数像素作为例子示出，例如宽12个像素而高16个像素。区域520因此可被考虑只形成了完整图像或页的一部分。在实际中，几千或几百万的像素用来提供连续的、高质量的图像。如前面所解释的，通过根据像素的特定行和列地址来控制每个像素，所期望的图像/文本可显示在显示区域520上。特别地，行驱动器510和列驱动器(源驱动器)500提供信号给每个像素，以显示所期望的图像，比如用户要阅读的文本页。根据本发明，当新的页要显示在显示区域520中时，该新的页在与前一页不同的位置开始显示，比如不同的行。例如在图5中，利用阴影的像素530来显示第一页，所述阴影的像素530形成了在显示区域520中所有像素的一个子集。特别地，第一页从显示区域520的第一行开始显示并延伸到第十四行。第十五和十六行不用于显示第一页。

图6说明了在显示区域520的第二到第十五行上显示的第二页，由阴影的像素630示出。这里，第二页的显示是从显示区域520的第二行开始。图7说明了在显示区域520的第三到第十六行上显示的第三页。因此，每一页显示开始的行对于每一页都在变化。在一个方法中，根据从显示区域的基准行起的变化偏移量来确定每一页显示开始的行。例如，基准行可是显示区域的第一行或者任何其它指定的行。此外，偏移量可在最大值和最小值之间变化。例如，对于图5中的第一页，从第一行起的偏移量是最小值零，因为不存在偏移。对于图6中的第二页，从第一行起的偏移量是一行，并且对于图7中的第三页，从第一行起的偏移量是两行。如果末行被选择为基准行，对于第一、第二和第三页的偏移量分别是十五、十四、十三行。

该思想可有许多不同的变型。例如，对于所显示的每页或每隔一页、或者每隔两页等等起始行可以改变，尽管为每页改变起始行被认为提供了图像停滞效应的最大降低。每一页可被看作为任何显示在显示屏幕上的图像/文本。此外，起始行可每页变化一行或多行。此外，不要求为每一页以相同的量增加起始行。另外，从基准行起的偏移量可以变化，使得其可以从最小值增加直到达到最大值(例如在一个循环中)，此时该偏移量被重置为最小值。这例如可以利用连续的偏移量0，1，2，3，0，1，2，3，...行来实现。在另一个方法中，偏移量变化使得偏移量从最小值增加直到达到最大值，此时该偏移量减小直到达到最小值。例如这可以利用连续的偏移量0，1，2，3，2，1，0，1，2，3，...行来实现。最大偏移量可以是任何数量的行。例如，当文本页被显示时，最大偏移量可基于文本行之间间隔的高度。这保证了所述行之间不会被另外使用的空白间隔实际上被用于显示文本，由此避免了造成在显示器上特定位置中的图像停滞效应。最大偏移量不应当太大以使得移动的页对于用户不便或分散用户的注意。例如，最大偏移量可限制为文本行之间间隔的高度加上一行文本的高度。

除了所讨论的行移动技术，类似的列移动技术也可以单独地或结合行移动来使用。例如，图8图解地示出了显示具有列移动的第一页的显示屏幕520。这里，利用阴影的像素830来显示第一页，所述阴影的像素830形成了在显示区域520中所有像素的一个子集。第一页从显示区域520的第一列的位置开始显示并延伸到第十列。第十一和十二列不用于显示第一页。

图9说明了在显示区域520的第二到第十一列上显示的第二页，由阴影的像素930示出。这里，第二页的显示是在显示区域520的第二列的位置开始的。图10说明了在显示区域520的第三到第十二列上显示的第三页，由阴影的像素1030示出。因此，每一页显示开始的列对于每一页都在变化。在一个方法中，根据从显示区域的基准列起的变化偏移量来确定每一页显示开始的列。例如，基准列可是显示区域的第一列或者任何其它指定的列。此外，偏移量可在最大值和最小值之间以类似于上述行移动技术的方式变化。

在其它变型中，对于所显示的每页或每隔一页、或者每隔两页等等起始列可以改变，尽管为每页改变起始列被认为提供了图像停滞效应的最大降低。此外，起始列可每页变化一列或多列。此外，不要求为每一页以相同的量增加起始列。另外，从基准列起的偏移量可以变化，使得其从最小值增加直到达到最大值(例如在一个循环中)，此时该偏移量被重置为最小值。在另一个方法中，偏移量变化使得偏移量从最小值增加直到达到最大值，此时该偏移量减小直到达到最小值。最大偏移量可以是任何数量的列。最大偏移量不应当太大以使得移动的页对于用户不便或分散用户的注意。例如，最大偏移量可限制在文本的一个字符的宽度。

行移动和列移动还可结合起来应用。图11、12和13图解地示出了分别显示具有行和列移动的第一、第二和第三页的显示屏幕。利用阴影的像素1130显示第一页，而利用阴影的像素1230显示第二页，以及利用阴影的像素1330显示第三页。对于每一连续的页，使用行和列移动。注意，上述对于行和列移动的变型也可应用于该技术。并且，其它变型也是可能，比如以顺时针或逆时针的圆形图案移动。例如在顺时针图案中，为每一页移动图像，从左到右，接着从上到下，然后从右到左，并且最后从下到上返回到原来的起始位置。这例如可以通过参考图11来说明，并且应用x-y坐标系，在x-y坐标系中，左上方的像素具有坐标(0，0)，例如列＝0和行＝0，右边的像素具有坐标(1，0)，例如列＝1和行＝0，并且下方的像素具有坐标(0，1)，例如列＝0和行＝1。接着，通过识别用于显示左上方像素坐标附近一页的像素，顺时针圆形图案可以被描述为系列：(0，0)，(1，0)，(2，0)，(2，1)，(2，2)，(1，2)，(0，2)，(0，1)，(0，0)。类似的逆时针图案可被描述为系列：(0，0)，(0，1)，(0，2)，(1，2)，(2，2)，(2，1)，(2，0)，(1，0)，(0，0)。

此外，对于给定的行位置，可从左到右穿过显示屏幕520来使用基于列的移动。接着，可递增行的位置，并且可出现另一系列的基于列的移动。对于下一行，列位置可被重置，或者可通过以相反的列顺序工作来使用锯齿形图案。例如具有列重置的图案可描述为系列：(0，0)，(1，0)，(2，0)，(0，1)，(1，1)，(2，1)，(0，2)，(1，2)，(2，2)。锯齿形图案可描述为系列：(0，0)，(1，0)，(2，0)，(2，1)，(1，1)，(0，1)，(0，2)，(1，2)，(2，2)。可使用类似从右到左的图案。当到达最后一个位置，例如位置(2，2)时，可反过来或从原始起始位置开始跟随图案。类似地，对于给定的列位置，可使用行重置或锯齿形图案，从上到下穿过显示屏幕520来使用基于行的移动。例如具有行重置的图案可描述为系列：(0，0)，(0，1)，(0，2)，(1，0)，(1，1)，(1，2)，(2，0)，(2，1)，(2，2)。锯齿形图案可描述为系列：(0，0)，(0，1)，(0，2)，(1，2)，(1，1)，(1，0)，(2，0)，(2，1)，(2，2)。可使用类似的从右到左的图案。在另一个方法中，例如可使用螺旋图案，可描述为系列：(0，0)，(1，0)，(2，0)，(2，1)，(2，2)，(1，2)，(0，2)，(0，1)，(1，1)。也可以使用各种其它图案。此外，通过提供输出最大和最小偏移量值之间的整数的随机数生成器，可为行和/或列移动选择基本上随机垂直和/或水平的偏移量。术语“随机”意味着包含“伪随机”。

通过相对前一页移动每一页的起始行和/或列，显著降低了由重复的图像/文本更新所引起的图像停滞效应和后续的有缺陷的擦除或重置，产生更高质量的图像。在所提供的例子中，有源矩阵电子墨水类型显示器被用作为电子书的屏幕。该显示器包括提供待显示的数据的两个源驱动器和切换线条的门驱动器。例如在图像更新期间，随着行移动，图像数据从源驱动器被发送，并且利用行驱动器，从显示区域的顶部线条扫描到底部线条来切换每一行。从显示的第一行开始更新第n页，而利用垂直移动，例如从显示的第二行开始更新第n+1页。第n+2页可从第三行开始。或者，如果已经到达最大的移动，例如两行的最大值，那么第三页从第一行开始，并且图案继续。如此，同一像素被重复切换到例如黑色文本的概率显著降低，从而避免了像素上图像停滞的累积。通过实验观察到，整个显示被强制重置的频率可显著减小，由此降低了功耗并提高了用户方便性。

虽然已经示出并描述了本发明的优选实施例，当然也将理解，各种形式上或细节上的修改和变化可被容易地完成而不会偏离本发明的精神。因此意味着本发明不被限制在所描述和说明的精确形式，而是想覆盖所有落入所附权利要求范围中的修改。

Claims (18)

1.一种用于在电子阅读装置上显示信息的方法，所述电子阅读装置具有像素以多个行和列排列的显示区域，包括：

从所述显示区域的第一位置开始在显示区域(520)上显示第一页(530，830)；和

响应下一页命令(320)，从显示区域不同于第一位置的第二位置开始在显示区域(520)上显示第二页(630，930)以代替第一页(530，830)。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

响应随后的下一页命令，依次从显示区域变动的位置开始在显示区域上显示随后的页(730，1030)。

3、如权利要求2所述的方法，其中：

根据从显示区域的基准位置起相应的变动偏移量来确定随后的页的显示所开始的变动位置。

4.如权利要求3所述的方法，其中：

相应的变动偏移量的范围在一个最小值和一个最大值之间。

5.如权利要求4所述的方法，其中：

相应的变动偏移量随每个连续页的显示而增加直到达到最大值，此时偏移量被重置为最小值。

6.如权利要求4所述的方法，其中：

相应的变动偏移量随每个连续页的显示而减小直到达到最小值，此时偏移量被重置为最大值。

7.如权利要求4所述的方法，其中：

相应的变动偏移量随每个连续页的显示而增加直到达到最大值，此时偏移量随其它连续页的显示而减小直到达到最小值。

8.如权利要求4所述的方法，其中：

相应的变动偏移量随每个连续页的显示而减小直到达到最小值，此时偏移量随其它连续页的显示而增加直到达到最大值。

9.如权利要求4所述的方法，其中：

相应的变动偏移量随机地在最小值和最大值之间变化。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：

控制分别与行和列关联的行电极和列电极，以提供第一和第二页在显示区域上的显示。

11.如权利要求1所述的方法，其中：

第一和第二位置分别包括第一和第二行。

12.如权利要求1所述的方法，其中：

第一和第二位置分别包括第一和第二列。

13.一种电子阅读装置，包括：

像素(2)以多个行和列排列的显示区域(310，520)；和

控制器(100)，用于控制显示区域以从该显示区域的第一位置开始在该显示区域上显示第一页(530，830)；

其中响应下一页命令(320)，控制器(100)控制显示区域以从该显示区域不同于第一位置的第二位置开始在显示区域(520)上显示第二页(630，930)以代替第一页(530)。

14.如权利要求13所述的电子阅读装置，其中：

显示区域包括一个电泳显示器。

15.如权利要求13所述的电子阅读装置，其中：

控制器(100)通过控制分别与行和列关联的行电极(510)和列电极(500)来控制显示区域显示第一和第二页。

16.如权利要求13所述的电子阅读装置，其中：

第一和第二位置分别包括第一和第二行。

17.如权利要求13所述的电子阅读装置，其中：

第一和第二位置分别包括第一和第二列。

18.一种用于在电子阅读装置上显示信息的计算机程序产品，所述电子阅读装置具有像素以多个行和列排列的显示区域，包括：

计算机代码装置，被配置成从所述显示区域的第一位置开始在显示区域(520)上显示第一页(1130)；并且响应下一页命令(320)，从显示区域不同于第一位置的第二位置开始在显示区域上显示第二页(1230)以代替第一页。

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