JP2006267477A - Display medium and display medium controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、湿度によって画像劣化が発生する表示媒体において、防水性,防湿性を保ったまま表示媒体の周囲の環境状態を検知するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting an environmental condition around a display medium while maintaining waterproofness and moisture resistance in a display medium in which image degradation occurs due to humidity.
近年、繰り返し書き換え可能な表示媒体として、電界によって移動する粒子を用いて画像表示を行う表示媒体が知られている。例えば、特許文献1または特許文献2に記載の画像表示装置は、透明な表示基板と背面基板との間に、互いに相反する極性に帯電した2種類の着色粒子群(例えば、複写機で利用されるトナー等)を封入し、表示基板と背面基板との間に電圧を印加して電界を作用させることで、2種類の着色粒子群をそれぞれ別々の基板側に移動させて画像を形成する。画像の書き込みに必要な消費電力は小さく、書き込み後は無電源で画像を保持することができる。
In recent years, a display medium that performs image display using particles that move by an electric field is known as a display medium that can be repeatedly rewritten. For example, the image display device described in
このような表示媒体で用いられる着色粒子は、印加する電圧が所定の閾値以上になるまでは移動しないという特性を有するため、表示基板と背面基板とにライン状の電極を設けて1ライン毎に電圧を順次印加することによって画像表示を行う単純マトリクス駆動を採用することができる。駆動回路を少なくして単純に構成することができるため、大画面化しても薄型かつ軽量な表示パネルを実現することができる。そのため、このような表示媒体を電子掲示板や電子ポスター等の大型表示媒体として活用することが期待されている。 Since the colored particles used in such a display medium have a characteristic that they do not move until the applied voltage exceeds a predetermined threshold value, line-shaped electrodes are provided on the display substrate and the back substrate, and each line is provided. Simple matrix driving that performs image display by sequentially applying voltages can be employed. Since the number of drive circuits can be reduced and the configuration can be simplified, a thin and light display panel can be realized even when the screen is enlarged. Therefore, it is expected that such a display medium is used as a large display medium such as an electronic bulletin board or an electronic poster.
ところで、上述したような着色粒子を用いた表示媒体においては、湿度が高くなると着色粒子の帯電量が低下してしまうため、表示されている画像の画質が劣化してしまうという問題がある。そのため、特に電子掲示板等として屋外でこの表示媒体を活用する場合には、外部環境から隔離し密閉して防水や防湿を行う必要がある。
ところで、大型の表示パネルとして用いられる電子掲示板等においては、その画質維持性や信頼性を向上させるために、光量センサや温度センサ等の各種のセンサを用いて画質特性を検知して画質の制御を行う技術が従来用いられている。この場合、センサとそのセンサからの信号を受信するための制御装置をリード線等で接続して画質の制御が行われる。 By the way, in an electronic bulletin board used as a large display panel, image quality characteristics are detected by using various sensors such as a light quantity sensor and a temperature sensor in order to improve the image quality maintenance and reliability. The technique of performing is conventionally used. In this case, the image quality is controlled by connecting a sensor and a control device for receiving a signal from the sensor through a lead wire or the like.
ここで、上述したような湿度によって画質劣化が発生する表示媒体に対して画質制御を行う場合の問題点について図17を参照しながら説明する。図17において、100´は、電気的に書き換え可能な表示媒体であり、画像を表示する表示部110´と、表示部110´に電圧を印加する駆動部120´と、通信部150とを備えている。300´は、表示媒体100´の画質制御を行うCPU(Central Processing Unit)等を備える制御装置であり、表示媒体100´の通信部150と制御装置300´とはリード線Wで接続されている。このような構成の場合、防水や防湿のために表示媒体100´の内部を密閉しようとしても、表示媒体100´とリード線Wの接続部P付近に隙間が発生するために、表示媒体100´を完全に密閉することができず、接続部部Pから水分や湿気が表示媒体100´に浸入してしまい、画質が劣化してしまうという問題が発生する。
Here, a problem in the case where the image quality control is performed on the display medium in which the image quality is deteriorated due to the humidity as described above will be described with reference to FIG. In FIG. 17, 100 ′ is an electrically rewritable display medium, and includes a
画質制御を行う制御装置を表示媒体の内部に密閉させることも考えられるが、この場合は、センサや制御回路、電源やリード線等をすべて内部に設けて密閉させる必要があり、表示媒体の重量増加や厚さ増加、または表示媒体のコストの増大といった問題が発生し、薄型でかつ軽量であるという表示媒体の利点を損なってしまう。特に、複数の種類のセンサを用いて画質制御を行う場合は、内部に設けるセンサやリード線等が多くなるため、この問題は顕著になる。また、制御装置を表示媒体の内部に設ける必要があるため、制御装置の性能が制約されるという問題がある。 It is conceivable to seal the control device for controlling the image quality inside the display medium. In this case, however, it is necessary to seal all the sensors, control circuits, power supplies, lead wires, etc. inside the display medium. Problems such as an increase in thickness, an increase in thickness, or an increase in the cost of the display medium occur, and the advantage of the display medium that is thin and lightweight is lost. In particular, when image quality control is performed using a plurality of types of sensors, the number of sensors, lead wires, and the like provided inside increases, and this problem becomes significant. Further, since it is necessary to provide the control device inside the display medium, there is a problem that the performance of the control device is restricted.
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、湿度によって画像劣化が発生する表示媒体において、防水性,防湿性を保ったまま表示媒体の周囲の環境状態を検知する技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described background, and an object of the present invention is to detect an environmental state around a display medium while maintaining waterproofness and moisture proofness in a display medium in which image degradation occurs due to humidity. Is to provide.
上記課題を達成するために、本発明は、電気的に表示を切り替える表示媒体層と、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するワイヤレス測定手段と、前記ワイヤレス測定手段を覆って密閉する密閉層とを備えることを特徴とする表示媒体を提供する。
本発明においては、表示媒体の周囲の環境状態を示す物理量を測定する測定手段として、電波信号によって無線通信を行うワイヤレス測定手段を用いることによって、湿度によって画像劣化が発生する表示媒体においても、防水性、防湿性を保ったまま表示媒体の周囲の環境状態を検知することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention detects a physical quantity indicating an ambient environmental condition using a display medium layer for electrically switching display and a predetermined radio wave signal as an energy source. There is provided a display medium comprising: a wireless measurement unit that generates and outputs a radio signal having an attribute that reflects the physical quantity; and a sealing layer that covers and seals the wireless measurement unit.
In the present invention, even a display medium in which image degradation occurs due to humidity by using a wireless measurement unit that performs wireless communication using a radio wave signal as a measurement unit that measures a physical quantity indicating an environmental state around the display medium is waterproof. Thus, it is possible to detect the environmental condition around the display medium while maintaining the property and moisture resistance.
また、本発明は、電気的に表示を切り替える表示媒体層と、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するワイヤレス測定手段とを備え、前記ワイヤレス測定手段は前記表示媒体層の中に密封されることを特徴とする表示媒体を提供する。 The present invention also provides a display medium layer for electrically switching display, and when a predetermined radio wave signal is supplied, the physical quantity indicating the surrounding environmental state is detected using the signal as an energy source, and the detected physical quantity is reflected. And a wireless measurement means for generating and outputting a radio wave signal having the above-mentioned wireless measurement means, wherein the wireless measurement means is sealed in the display medium layer.
また、本発明は、電気的に表示を切り替える表示媒体層と、前記表示媒体層を密閉する密閉層と、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するワイヤレス測定手段とを備え、前記ワイヤレス測定手段は前記密閉層に露出して設けられることを特徴とする表示媒体を提供する。 In addition, the present invention provides a display medium layer that electrically switches display, a sealing layer that seals the display medium layer, and a physical quantity that indicates an ambient environmental condition using a predetermined radio wave signal as an energy source. And a wireless measuring means for generating and outputting a radio signal having an attribute reflecting the detected physical quantity, and the wireless measuring means is provided to be exposed to the sealing layer. I will provide a.
本発明の好ましい態様においては、前記表示媒体層は、帯電によって表示粒子を駆動することにより表示すべき情報を目視可能な状態にして表示することを特徴とする。
また、本発明の別の好ましい態様においては、前記物理量は、光量、帯電量、温度、湿度の少なくともいずれかひとつであることを特徴とする。
また、本発明の別の好ましい態様においては、前記ワイヤレス測定手段は、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量および識別情報を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するものであり、かつ前記ワイヤレス測定手段を複数備えることを特徴とする。
また、本発明の更に別の好ましい態様においては、検出する物理量が異なる複数の種別の前記ワイヤレス測定手段を備えることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the display medium layer displays information to be displayed in a visible state by driving display particles by charging.
In another preferred aspect of the present invention, the physical quantity is at least one of light quantity, charge quantity, temperature, and humidity.
In another preferred aspect of the present invention, when a predetermined radio wave signal is supplied, the wireless measuring means detects a physical quantity indicating an ambient environmental condition using the signal as an energy source, and detects the detected physical quantity and identification information. A radio signal having an attribute that reflects the above is generated and output, and a plurality of the wireless measuring means are provided.
According to still another preferred aspect of the present invention, the wireless measuring device includes a plurality of types of the wireless measuring means that detect different physical quantities.
また、本発明は、上述の表示媒体に対して制御を行う表示媒体制御装置であって、前記ワイヤレス測定手段から出力される電波信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された電波信号から前記物理量を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された物理量に基づいて、前記表示媒体の駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段とを備えることを特徴とする。 Further, the present invention is a display medium control device for controlling the above-mentioned display medium, wherein the reception means receives a radio signal output from the wireless measurement means, and the radio signal received by the reception means Calculating means for calculating the physical quantity from the calculation means, and drive voltage control means for controlling the drive voltage of the display medium based on the physical quantity calculated by the calculation means.
また、本発明は、上述の表示媒体に対して制御を行う表示媒体制御装置であって、前記ワイヤレス測定手段から出力される電波信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された電波信号から光量を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された光量に基づいて前記表示媒体に表示される画像のコントラストを調節する調節手段とを備えることを特徴とする表示媒体制御装置を提供する。 Further, the present invention is a display medium control device for controlling the above-mentioned display medium, wherein the reception means receives a radio signal output from the wireless measurement means, and the radio signal received by the reception means A display medium control apparatus comprising: a calculation unit that calculates a light amount from the calculation unit; and an adjustment unit that adjusts a contrast of an image displayed on the display medium based on the light amount calculated by the calculation unit. .
本発明の好ましい態様においては、前記物理量は、光量、帯電量、温度、湿度の少なくともいずれかひとつであることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the physical quantity is at least one of light quantity, charge quantity, temperature, and humidity.
本発明によれば、湿度によって画像劣化が発生する表示媒体において、防水性,防湿性を保ったまま表示媒体の周囲の環境状態を検知することが可能となる。 According to the present invention, in a display medium in which image degradation occurs due to humidity, it is possible to detect an environmental condition around the display medium while maintaining waterproofness and moisture resistance.
(1)第1実施形態
以下、図面を参照しつつ本発明の第1実施形態について説明する。
(1−1)構成
まず、本発明の第1実施形態に係るシステムの全体構成について、図1を参照しつつ説明する。図において、100は、画像等を無電源で保持することができる表示媒体である。300は、表示媒体100の駆動電圧を制御することによって表示媒体100に表示される画質を制御する制御装置であり、無線LAN(Local Area Network)等の無線通信によって表示媒体100に駆動電圧の制御指示を示す指示情報を送信できるようになっている。表示媒体100において、110は、画像が表示される表示部である。120は、表示部110を駆動するための駆動部であり、画像情報に応じて表示部110に電圧を選択的に印加することによって表示部110に画像を表示させる。130は、制御装置300から送信される指示情報を受信するためのアンテナ部である。駆動部120は、アンテナ部130を介して受信される指示情報の内容に基づいた電圧を表示部110に印加する。
(1) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1-1) Configuration First, the overall configuration of the system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure,
続けて、表示媒体100の表示部110の構成について、図2を参照しつつさらに詳細に説明する。
図2は、表示部110の縦断面図の一部を示す図である。図示のように、表示部110は、画像を形成する表示層110Aと、フィルム材料等の素材で構成され表示層110Aを密閉する密閉層110Bとを備えている。表示層110Aにおいて、111a,111bは、透明なITO(インジウム錫酸化膜)基板であり、ITO基板111aとITO基板111bとは微小間隔をもって対向するように設けられている。このITO基板111a,111bには、複数のライン状の電極が形成されている。112は、ITO基板111aとITO基板111bとの間を複数の区画に区画化するための間隙部材である。間隙部材112によって区切られた1区画で、表示画像の1画素が表現される。
Next, the configuration of the
FIG. 2 is a diagram showing a part of a longitudinal sectional view of the
なお、図2においては、3つの間隙部材112によって区切られた2つの区画のみを図示しているが、実際には、表示部110は多数の間隙部材112によって区切られた複数の区画が連結して構成されている。
In FIG. 2, only two sections separated by the three
次に、113Bは、複写機で使用されるトナー等の黒色粒子であり、113Wは、酸化チタン等の白色粒子である。黒色粒子113Bと白色粒子113Wは、互いに相反する極性に帯電してITO基板111aとITO基板111bとの間に封入されている。表示媒体100の駆動部120は、ITO基板111aとITO基板111bに電圧を印加してITO基板111aとITO基板111bとの間に電界を作用させる。その電界によって黒色粒子113Bと白色粒子113Wがそれぞれ別々のITO基板111aまたはITO基板111bに移動し、これにより画像が形成される。
Next, 113B is black particles such as toner used in a copying machine, and 113W is white particles such as titanium oxide. The
200La,200Lbは、表示部110に照射する光量を測定するためにITO基板111bの下部の密閉層110Bに設けられたワイヤレスの光量センサである。これらの光量センサ200La,200Lbは、表示される画像の画素毎(間隙部材112によって区切られた区画毎)にそれぞれ設けられており、それぞれの画素について光量を測定できるようになっている。なお、図2においては、2つの光量センサ200La,200Lbのみを図示しているが、実際には2以上の複数の光量センサが区画毎に設けられている。
Reference numerals 200La and 200Lb denote wireless light amount sensors provided on the
光量センサ200La,200Lbは、所定の電波信号を受信すると、受信した電波信号の応答信号として検知した光量を示す電波信号を送信する。光量センサ200La,200Lbの構造については、後に詳細に説明するため、ここではその詳細な説明を省略する。光量センサ200La,200Lbを表示媒体100に設けることによって、表示媒体100に照射する光量を測定することが可能となる。なお、以下の説明では、光量センサ200La,200Lbを各々区別する必要がない場合には、説明の便宜上、光量センサ200La,200Lbを「光量センサ200L」と称することとする。
When the light quantity sensors 200La and 200Lb receive a predetermined radio wave signal, the light quantity sensors 200La and 200Lb transmit radio wave signals indicating the detected light quantity as response signals of the received radio wave signals. Since the structures of the light quantity sensors 200La and 200Lb will be described in detail later, the detailed description thereof is omitted here. By providing the light quantity sensors 200La and 200Lb on the
次に、図1に示した制御装置300の構成について、図3を参照しながら説明する。
図3は、制御装置300の全体構成の一例を示したブロック図である。この制御装置300は、表示媒体100に設けられた光量センサ200Lから出力される電波信号に基づいて表示媒体100の駆動電圧を制御する装置である。図において、310は、例えばCPUなどの演算装置を備える制御部である。320は、ROM(Read Only Memory)等のメモリを備える記憶部であり、制御装置300の各部を動作させるためのプログラムを記憶している。350は、制御部310が前記プログラムを実行する際にワークエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)である。制御装置300の制御部310は、記憶部320に記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、制御装置300の各部を制御する。
Next, the configuration of the
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of the
また、記憶部320には、光量センサ200Lが検出した結果に基づいて光量を示す値を算出するためのテーブル(または算出式)等が記憶されている。制御部310は、このテーブルに基づいて、光量センサ200Lから受信する電波信号の周波数の変化分から光量を示す値を算出する。
Further, the
330は、光量センサ200Lに電波信号を発信するとともに、光量センサ200Lから発信される電波信号を受信するアンテナ等を備えたセンサ通信部である。340は、無線LAN等の無線通信を行うためのアンテナ等を備えた無線通信部である。制御装置300は、この無線通信部340を介して表示媒体100に駆動電圧の指示情報を送信する。
(1−2)動作
次に、本実施形態に係るシステムの一連の動作について、図4を参照しつつ説明する。本動作では、所定のタイミングで表示媒体100の光量を測定し、その測定結果に応じて駆動電圧の制御を行う一連の動作について説明する。
図4は、制御装置300の制御部310が行う駆動電圧制御処理を示したフローチャートである。まず、制御部310は、光量の測定を開始する旨の光量測定開始指示を、表示媒体100に対して送信する(ステップS1)。
(1-2) Operation Next, a series of operations of the system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In this operation, a series of operations for measuring the light amount of the
FIG. 4 is a flowchart showing a drive voltage control process performed by the
表示媒体100の駆動部120は、アンテナ部130を介して、この光量測定開始指示を受信すると、その指示内容に基づいて駆動信号の周波数と電圧を制御する。この制御によって、図5に示すように、黒色粒子113Bと白色粒子113Wとが間隙部材112側に寄せられる。ITO基板111aとITO基板111bは透明であるため、上部からの外光Lは、ITO基板111aとITO基板111bを透過して光量センサ200Lに照射され、これにより、光量センサ200Lによって光量を測定することが可能となる。
When the
続けて、制御装置300の制御部310は、表示媒体100に設けられている複数の光量センサ200Lに対して所定の電波信号を送信する(ステップS2)。表示媒体100に設けられている光量センサ200Lは、電波信号を受信すると、受信した電波信号の応答信号として検知した温度を示す電波信号を送信する。制御装置300の制御部310は、光量センサ200Lからセンサ通信部330を介して電波信号を受信すると、受信した電波信号から光量を算出する(ステップS3)。
Subsequently, the
ここで、図4のステップS3に示す光量算出処理について、図6のフローチャートを参照しながらその詳細を説明する。
図6は、制御装置300の制御部310が行う光量算出処理を示すフローチャートである。制御部310は、センサ通信部330を介して光量センサ200Lから出力される電波信号を受信する(ステップS21)。受信される電波信号は、複数の光量センサ200Lから送信された異なる周波数の電波信号である。制御部310は図示しないカウンタを「n=0」に設定する(ステップS22)。
制御部310は、所定の周波数近傍を抽出するBPF(バンドパスフィルタ)処理を行う(ステップS23)。続けて、予め記憶部320に記憶されたテーブルから光量センサ200Lによって計測された光量を換算し(ステップS24)、その換算結果をRAM等に記憶させる(ステップS25)。
Here, the light quantity calculation process shown in step S3 of FIG. 4 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a light amount calculation process performed by the
The
ステップS25の処理が終了すると、制御部310はカウンタを歩進して「n=n+1」とし(ステップS26)、このnが光量センサ200Lの総数以上になったか否かを判定する(ステップS27)。この判定で、カウンタ値が「光量センサ200Lの総数」未満の場合には(ステップS27;No)、各センサからの換算が終了していないために、ステップS23以降の処理を続行し、カウンタ値が「光量センサ200Lの総数」に達した場合には(ステップS27;Yes)、すべての光量センサ200Lに対しての測定結果が算出されたものとして処理を終了する。
この使用例においては、周波数に応じて光量センサ200Lを識別することにより、個々のワイヤレスセンサ200からの測定結果を得ることができる。
When the process of step S25 is completed, the
In this usage example, the measurement result from each
図4の説明に戻る。ステップS3に示す光量算出処理を終えると、制御部310は、光量センサ200Lによって測定された光量に基づいて、駆動電圧を制御するための駆動電圧制御指示情報を生成する。ここで生成される駆動電圧制御指示情報は、複数の「駆動パラメータ」によって構成される。この駆動パラメータは、表示媒体100の間隙部材112によって区切られた区画毎(表示される画像の各画素)に設定される情報であり、区画毎の駆動電圧の制御内容を示す情報である。表示媒体100の駆動部120は、各々の区画に対してその区画に対応する駆動パラメータが示す制御内容に基づいて電圧を印加する。
Returning to the description of FIG. When the light amount calculation process shown in step S3 is completed, the
制御部310は図示しないカウンタを「i=0」に設定する(ステップS4)。続けて、光量センサ200Lによって測定された光量の値に基づいて、駆動パラメータの値を算出する(ステップS5)。その後、制御部310はカウンタを歩進して「i=i+1」とし(ステップS6)、このiが区画の総数以上になったか否かを判定する(ステップS7)。この判定で、カウンタ値が「区画の総数」未満の場合には、(ステップS7;No)、すべての区画について駆動パラメータ値の算出が終了していないため、ステップS5以降の処理を続行し、カウンタ値が「区画の総数」に達した場合には(ステップS7;Yes)、すべての区画について駆動パラメータの値が算出されたものとして、算出されたすべての駆動パラメータを含めた駆動電圧制御指示情報を、表示媒体100に対して送信する(ステップS8)。
The
表示媒体100の駆動部120は、アンテナ部130を介して駆動電圧制御指示情報を受信すると、この情報に含まれる駆動パラメータの値に基づいて、各々の区画に電圧を印加する。
When receiving the driving voltage control instruction information via the
ここで、図7を参照しつつその具体的な駆動電圧制御内容の一例について説明する。
図7に示す表示媒体100は、屋外に設置されており、左下方が日陰になっている表示媒体100を図示している。図において、表示部110aには太陽光が照射しており、表示部110bは日陰になっているために太陽光が照射しない。この場合、表示媒体100の閲覧者にとっては、表示部110aに表示される画像はコントラスト(明暗の差)が高く感じられ、太陽光が照射しない表示部110bではコントラストが低く感じられる。このようなコントラストの差は、電子掲示板等として用いるために表示媒体100を屋外に設置した場合において特に顕著に発生する。そのため、測定された光量が所定値以上である領域においては、駆動電圧を低くすることによってコントラストを低くし、測定された光量が所定値以下の区間においては、駆動電圧を高くすることによってコントラストを高くする。このように区間毎の駆動電圧を制御してコントラストを調節することによって、表示部110に表示される画像のコントラストが閲覧者にとって均等に見えるようにする。
Here, an example of the specific drive voltage control content will be described with reference to FIG.
The
本実施形態で用いる光量センサ200Lは、電波信号によって通信を行うワイヤレスセンサであるため、制御装置300と光量センサ200Lとをリード線等によって接続する必要がなく、そのため、光量センサ200Lを表示媒体100に設けた場合であっても、表示媒体100を密閉することができる。そのため、湿度によって画質劣化が発生する表示媒体100に対しても、防水性、防湿性を保ったまま表示媒体100の光量を測定することができ、これにより、測定結果に応じた各種の制御を行うことが可能となる。
Since the
また、表示される画像の画素毎(間隙部材112によって区切られた区画毎)に光量センサ200Lを設けることによって各画素毎の光量を測定できるため、検知点の密度を高くすることができ、全体として検知精度を高くすることが可能となる。
Moreover, since the light quantity for each pixel can be measured by providing the
また、従来では、画像のコントラストを検知する方法としては外部から遠隔のカメラ等でコントラストを取り込む方法しかなく、カメラの設置場所等の問題があったが、ワイヤレスの光量センサ200Lを表示媒体100の内部に内蔵することによって、遠隔のカメラ等も用いなくても表示媒体100に表示されている画像のコントラストを検知することができ、その検知結果に基づいてコントラストの調節を行うことが可能となる。
Conventionally, there is only a method for capturing contrast with a remote camera or the like from the outside as a method for detecting the contrast of an image, and there has been a problem of the installation location of the camera, but the wireless
(2)第2実施形態
続けて、図面を参照しつつ本発明の第2実施形態について説明する。
(2−1)構成
まず、本発明の第2実施形態に係るシステムの全体構成について、図8を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態と同様の構成要素や処理については同じ符号を付与して適宜その説明を省略する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(2-1) Configuration First, the overall configuration of a system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same components and processes as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
図8に示す表示媒体400が、図1に示した第1実施形態である表示媒体100と異なる点は、表示部の周囲に測定用領域410dが設けられている点と、表示部に光量センサ200Lが設けられていない点である。測定用領域410dは、表示部410のITO基板111aとITO基板111bとの間の帯電量を測定するために設けられている。
The
図9は、表示部410の縦断面図の一部を示す図である。図において、200Eは、帯電量を測定するために測定用領域410dに密封されて設けられたワイヤレスの帯電量センサである。この帯電量センサ200Eは、測定用領域410dの間隙部材112によって区切られた区画毎にそれぞれ密封されて設けられており、それぞれの区画毎の帯電量を測定できるようになっている。なお、図9においては、1つの帯電量センサ200Eのみを図示しているが、実際には、複数の帯電量センサが測定用領域410dの区画毎に設けられている。帯電量センサ200Eは、所定の電波信号を受信すると、受信した電波信号の応答信号として検知した帯電量を示す電波信号を送信する。帯電量センサ200Eの構造については、後に詳細に説明するため、ここではその詳細な説明を省略する。帯電量センサ200Eを表示媒体400の測定用領域410dに設けることによって、測定用領域410dの帯電量を測定することが可能となる。
FIG. 9 is a diagram showing a part of a longitudinal sectional view of the
(2−2)動作
次に、本実施形態に係るシステムの一連の動作について、図10のフローチャートを参照しつつ説明する。
図10は、制御装置300の制御部310が行う駆動電圧制御処理を示したフローチャートである。まず、制御装置300の制御部310は、表示媒体400に設けられている帯電量センサ200Eに対して所定の電波信号を送信する(ステップS31)。表示媒体400に設けられている帯電量センサ200Eは、その電波信号を受信すると、受信した電波信号の応答信号として検知した帯電量を示す電波信号を送信する。
(2-2) Operation Next, a series of operations of the system according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a drive voltage control process performed by the
制御装置300の制御部310は、帯電量センサ200Eからセンサ通信部330を介して電波信号を受信すると、受信した電波信号から帯電量を算出する(ステップS32)。この帯電量の算出処理は、第1実施形態での光量算出処理と同様にして行う。具体的には、図6のフローチャートに示した光量算出処理における光量換算処理(図6のステップS24)の処理の代わりに帯電量換算処理を行う。この換算処理の処理は図6に示した処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。
When receiving the radio signal from the
続けて、制御部310は、帯電量センサ200Eによって測定された帯電量に基づいて、表示部410全体の帯電量が低下しているか否かを判定する(S33)。表示部410のITO基板111aとITO基板111bの間の帯電量は時間が経過するにつれて減少し、帯電量が低下すると画質劣化が発生する。そのため、帯電量が低下しているか否かを判定することによって、画質劣化が発生しているか否かを判定することができる。この判定は、例えば測定された帯電量の平均値を算出してその平均値が所定値以下であるか否かによって判定するようにすればよい。帯電量が低下していると判定された場合は(ステップS33;Yes)、低下した帯電量を高上させるために再度電圧を印加する処理(以下、リフレッシュ処理と称する)を指示する旨の指示情報を、表示媒体400に対して送信する(ステップS34)。
Subsequently, the
表示媒体400の駆動部120は、この指示情報を受信すると上述したリフレッシュ処理を行う。時間が経過したことによって表示部410の帯電量が低下し、画質劣化が発生しているような場合であっても、画質劣化を検知してリフレッシュ処理を行うことによって、帯電量を再度高上させることができ、これにより、画質劣化の問題を解消することが可能である。
When receiving the instruction information, the driving
続けて、制御部310は、帯電量センサ200Eによって測定された帯電量に基づいて、駆動電圧を制御するための駆動電圧制御指示情報を生成する。まず、制御部310は図示しないカウンタを「i=0」に設定する(ステップS35)。続けて、帯電量センサ200Eによって測定された帯電量の値に基づいて、駆動パラメータの値を算出する(ステップS36)。その後、制御部310はカウンタを歩進して「i=i+1」とし(ステップS37)、このiが区画の総数以上になったか否かを判定する(ステップS38)。この判定で、カウンタ値が「区画の総数」未満の場合には、(ステップS38;No)、すべての区画について駆動パラメータ値の算出が終了していないため、ステップS36以降の処理を続行し、カウンタ値が「区画の総数」に達した場合には(ステップS38;Yes)、すべての区画について駆動パラメータの値が算出されたものとして、算出されたすべての駆動パラメータを含めた駆動電圧制御指示情報を、表示媒体400に対して送信する(ステップS39)。
Subsequently, the
表示媒体400の駆動部120は、アンテナ部130を介して駆動電圧制御指示情報を受信すると、この情報に含まれる駆動パラメータの値に基づいて、各々の区画に電圧を印加する。
When receiving the drive voltage control instruction information via the
表示部410のITO基板111aとITO基板111bとの間の帯電量は湿度の影響で低下するため、防水性、防湿性を維持するためにこの内部を密閉する必要がある。そのため、従来では帯電量の測定を行うことは困難であったが、本実施形態で用いる帯電量センサ200Eは、電波信号によって通信を行うワイヤレスセンサであるため、制御装置300と帯電量センサ200Eとをリード線等によって接続する必要がなく、そのため、帯電量センサ200Eを表示媒体400に設けた場合であっても、表示媒体400を密閉することができる。そのため、湿度によって画質劣化が発生する表示媒体400に対しても、防水性、防湿性を保ったまま表示媒体400の帯電量を測定することができ、これにより、測定結果に応じた各種の制御を行うことが可能となる。
Since the amount of charge between the
また、時間が経過したことによって表示部410の帯電量が低下し、画質劣化が発生しているような場合であっても、画質劣化を検知してリフレッシュ処理を行うことによって、帯電量を再度高上させることができ、これにより、画質劣化の問題を解消することが可能である。
Further, even when the charge amount of the
(3)第3実施形態
次に、図面を参照しつつ本発明の第3の実施形態について説明する。
図11は、本実施形態である表示媒体500の表示部510のたて断面図の一部を示す図である。図11に示す表示媒体500の表示部510が、図9に示した第2実施形態に係る表示媒体400の表示部410と異なる点は、帯電量センサ200Eが設けられていない点と、光量センサ200Lと光採込部が設けられている点である。それ以外の構成要素については図9に示したそれと同様であるため、同じ符号を付与してその説明を省略する。
(3) Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is a diagram showing a part of a vertical sectional view of the
図11において、514は、ITO基板111aの上部に設けられた光採込部である。この光採込部514の上部には表示部510の反射光の光量を測定するための光量センサ200Lcが設けられている。上部からの外光Lは黒色粒子113Bまたは白色粒子113Wによって反射する。この反射光の光量を光量センサ200Lcによって測定できるようになっている。なお、図11においては、1つの光量センサ200Lcのみを図示しているが、実際には、複数の光量センサが測定用領域410dの区画毎に設けられている。
In FIG. 11,
制御装置300の制御部310は、表示媒体500に設けられた光量センサ200Lcで検知される反射光の光量に基づいて、駆動電圧の制御指示やリフレッシュ処理の指示を示す指示情報を表示媒体500に送信し、表示媒体500の駆動部120は、受信した指示情報に基づいて駆動電圧の制御処理やリフレッシュ処理を行う。これらの処理は、第2実施形態で示した駆動電圧制御処理と同様にして行う。具体的には、図10のステップS32に示した帯電量算出処理の代わりに光量算出処理を行う。また、ステップS33の帯電量が低下しているか否かを判定する処理については、光量の大きさに基づいて帯電量が低下しているか否かを判定する。それ以外の処理については、図10に示した処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Based on the amount of reflected light detected by the
この光量センサ200Lcは、電波信号によって通信を行うワイヤレスセンサであるため、制御装置300と光量センサ200Lcとをリード線等によって接続する必要がなく、そのため、光量センサ200Lcを表示媒体500に設けた場合であっても、表示媒体500を密閉することができる。そのため、表示媒体500が湿度によって画質劣化が発生するようなものであっても、防水性、防湿性を保ったまま表示媒体500の反射光の光量を測定することができ、これにより、測定結果に応じた各種の制御を行うことが可能となる。
Since the light amount sensor 200Lc is a wireless sensor that performs communication using radio signals, it is not necessary to connect the
また、従来では、画像のコントラストを検知する方法としては外部から遠隔のカメラ等でコントラストを取り込む方法しかなく、カメラの設置場所等の問題があったが、ワイヤレスの光量センサ200Lによって反射光を測定することによって、遠隔のカメラ等も用いなくても表示媒体100に表示されている画像のコントラストを検知することができ、その検知結果に基づいてコントラストの調節を行うことが可能となる。
Conventionally, the only way to detect the contrast of an image is to capture the contrast with a remote camera or the like from the outside, and there has been a problem such as the installation location of the camera, but the reflected light is measured by the wireless
(4)変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
(4) Modification Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various other forms. An example is shown below.
(4−1)
上述した実施形態では、電圧を印加することによって着色粒子を移動させて画像を形成する表示媒体を用いたが、表示媒体の構成をこれに限定するものではなく、本発明は、湿度によって画質劣化が発生する表示媒体であれば、どのような表示媒体に対しても好適に実施することが可能である。
(4-1)
In the embodiment described above, the display medium that forms the image by moving the colored particles by applying a voltage is used. However, the configuration of the display medium is not limited to this, and the present invention deteriorates the image quality due to humidity. The present invention can be suitably implemented for any display medium as long as the display medium generates the above.
(4−2)
また、上述した第1の実施形態では、表示媒体に設けるワイヤレスセンサとして、光量センサを用いたが、表示媒体に設けるワイヤレスセンサをこれに限定するものではなく、例えば表示媒体の温度を検知する温度センサや、湿度を検知する湿度センサなど、表示媒体の周囲の環境状態を好適に検知できるワイヤレスセンサであれば、どのようなワイヤレスセンサであってもよい。例えば、ワイヤレスセンサとして温度センサを用いた場合は、表示媒体の画素毎(間隙部材112で区切られた区画毎)の温度を測定することができ、その測定結果に応じて種々の制御が可能となる。
(4-2)
In the first embodiment described above, the light amount sensor is used as the wireless sensor provided on the display medium. However, the wireless sensor provided on the display medium is not limited to this. For example, the temperature for detecting the temperature of the display medium is used. Any wireless sensor may be used as long as it is a wireless sensor that can suitably detect an environmental state around the display medium, such as a sensor or a humidity sensor that detects humidity. For example, when a temperature sensor is used as a wireless sensor, the temperature of each pixel of the display medium (each section divided by the gap member 112) can be measured, and various controls can be performed according to the measurement result. Become.
また、上述した第1の実施形態では、表示媒体の画素毎(間隙部材112で区切られた区画毎)にワイヤレスセンサを設けるようにしたが、例えば図12に示すように、複数の画素(複数の区画)に1つのワイヤレスセンサ200を設けるようにしてもよい。解像度の低い表示媒体に対しては、1画素に対して1つのワイヤレスセンサを設けるようにし、解像度の高い表示媒体については、複数画素に対して1つのワイヤレスセンサを設けるようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the wireless sensor is provided for each pixel of the display medium (for each section divided by the gap member 112). However, for example, as shown in FIG. One
また、上述した実施形態では、表示媒体に1種類のワイヤレスセンサ(例えば光量センサ)を設けたが、例えば帯電量センサと光量センサ等の複数のワイヤレスセンサを設けることも勿論可能である。複数のワイヤレスセンサを設けることによって、複数の種類の物理量を測定することが可能となり、これによって全体の検知精度を高くすることが可能となる。 In the above-described embodiment, one type of wireless sensor (for example, a light amount sensor) is provided on the display medium. However, for example, a plurality of wireless sensors such as a charge amount sensor and a light amount sensor may be provided. By providing a plurality of wireless sensors, it is possible to measure a plurality of types of physical quantities, thereby increasing the overall detection accuracy.
(4−3)
また、上記実施形態では、ワイヤレスセンサの周波数を各々異ならせ、その周波数を判別することによって複数のワイヤレスセンサを一意に識別するようにしたが、ワイヤレスセンサの識別方法はこれに限定されるものではなく、ワイヤレスセンサの応答信号を識別できる方法であればどのような方法であってもよい。
(4-3)
In the above embodiment, the wireless sensors have different frequencies, and the wireless sensors are uniquely identified by determining the frequencies. However, the wireless sensor identification method is not limited to this. Any method can be used as long as it can identify the response signal of the wireless sensor.
(5)ワイヤレスセンサ200の構造と動作
最後に、本実施形態で用いた光量センサ200L,帯電量センサ200Eおよび変形例に記載した温度センサ,湿度センサ(以下、これらを総称してワイヤレスセンサ200とする)について、その構成と動作の一例を以下に説明する。なお、ワイヤレスセンサ200の構成をこれに限定するものではなく、表示媒体100の周囲の環境状態(光量、帯電量等)を好適に検知できるものであればどのような構成であってもよい。
(5) Structure and operation of the
(5−1)ワイヤレスセンサ200の構成
まず、本実施形態で用いるワイヤレスセンサ200の構成について、図13を参照しながら説明する。
図13は、本発明の実施の形態に係るワイヤレスセンサ200の構成を示す図である。このワイヤレスセンサ200は、基台となる基板1と、該基板1上に酸化膜1Aを介して形成され、弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)が伝播する誘電体薄膜2と、誘電体薄膜2上に形成され、電気信号から弾性表面波又は弾性表面波から電気信号に変換する変換部としての一対の櫛型電極(IDT:Inter-digital Transducer)3A,3Bと、この一対の櫛型電極3A,3Bの一方にインピーダンスマッチング部5A,5Bを介して接続され、外部の送・受信機との間で電波信号の授受を行う送受信部としてのアンテナ4A,4Bと、一対の櫛型電極3A,3Bの他方に接続されたグランド6A,6Bと、基板1の裏面に形成され、グランド6A,6Bにスルーホール(図示しない)を介して接続されたグランド電極7とを具備して構成されている。
(5-1) Configuration of
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the
このワイヤレスセンサ200における弾性表面波の周波数は、櫛型電極3A,3Bおよびインピーダンスマッチング部5A,5Bの形状で設定される。
基板1の材料としては、Si,Ge,ダイヤモンド等の単体半導体、ガラス、AlAs,AlSb,AIP,GaAs,GaSb,InP,InAs,InSb,AlGaP,AlLnP,AlGaAs,AlInAs,AlAsSb,GaInAs,GaInSb,GaAsSb,InAsSb等のIII-V系の化合物半導体、ZnS,ZnSe,ZnTe,CaSe,CdTe,HgSe,HgTe,CdS等のII−VI系の化合物半導体、導電性或いは半導電性の単結晶基板としてはNb,La等をドープしたSrTiO3,AlをドープしたZnO,In2O3,RuO2,BaPbO3,SrRuO3,YBa2Cu2O7-X,SrVO3,LaNiO3,La0.5Sr0.5CoO3,ZnGa2O4,CdGa2O4,MgTiO4.MgTi2O4等の酸化物、またはPb,Pt,Al,Au,Ag等の金属等が挙げられるが、既存の半導体プロセスとの適合性やコスト面から、Si,GaAs、ガラス等の材料を用いることが好ましい。
The frequency of the surface acoustic wave in the
The material of the
誘電体薄膜2の材料としては、SiO2,SrTiO3,BaTiO3,BaZrO2,LaAlO3,ZrO2,Y2O38%−ZrO2,MGO,MgAl2O4,LiNbO3,LiTaO3,AlVO3,ZnO等の酸化物、ABO3型のペロブスカイト型としてBaTiO3,PbTiO3,Pb1-XLaX(ZryTi1-y)1-X/4O3(x,yの値によりPZT,PLT,PLZT),Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,KNbO3等の正方系、斜方系或いは疑立方晶系材料、疑イルメナイト構造体としてLiNbO3,LiTaO3等に代表される強誘電体等、またはタングステンブロンズ型として、SrXBa1-XNb2O6,PbXBaXNb2O6等が挙げられる。この他に、Bi4Ti3O12,Pb2KNb5O15,K3Li2Nb5O15、さらに以上列挙した強誘電体の置換誘電体等から選択される。さらに、鉛を含むABO3型のペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。特に、これらの材料のうちLiNbO3,LiTaO3,ZnO等の材料は、弾性表面波の表面速度、圧電定数等の変化が顕著でより好ましい。誘電体薄膜2の膜厚は、目的に応じて適宜選択されるが、通常は0.1μmから10μmの間に設定される。
The dielectric thin film 2, SiO 2, SrTiO 3, BaTiO 3,
櫛型電極3A,3B、アンテナ4A,4B、インピーダンスマッチング部5A,5Bおよびグランド6A,6Bは、導電パターンにより一体的に形成される。この導電パターンの材料としては、Ti,Cr,Cu,W,Ni,Ta,Ga,In,Al,Pb,Pt,Au,Ag等の金属、またはTi−Al,Al−Cu,Ti−N,Ni−Cr等の合金を、単層もしくは2層以上の多層構造に積層することが好ましく、特に金属としてはAu,Ti,W,Al,Cuが好ましい。また、この金属層の膜厚は、1nm以上10μm未満とすることが好ましい。
The
(5−2)ワイヤレスセンサ200の基本動作
次に、ワイヤレスセンサ200の基本的な動作について、図13を参照しながら説明する。なお、図13(a)に示すワイヤレスセンサ200の平面図において、便宜上、信号が図面向かって左側から右側に移動するものとするが、実際には信号の流れには方向性がある訳ではない。
(5-2) Basic Operation of
このワイヤレスセンサ200は、外部の発信機との間、受信機との間で電波信号の授受を行う。発信機から送信される電波信号はアンテナ4Aで受信され、この信号により櫛型電極3Aが誘電体薄膜2を励振して機械振動を発生させる。この機械振動は、誘電体薄膜2表面に弾性表面波を発生させる。この弾性表面波は、櫛型電極3Aから櫛型電極3Bに向けて移動し、櫛型電極3Bに到達した弾性表面波は、櫛型電極3Bで電気信号に変換されてアンテナ4Bを経由して送信される。受信機は、ワイヤレスセンサ200からの電波信号を受信する。
The
誘電体薄膜2の表面に発生する弾性表面波は、この誘電体薄膜2に加わった物理量(圧力、光量等)の変化によって、振幅、位相差、周波数等の属性が変化する。この弾性表面波の変化を電気信号として受信機で受信し、この受信機において、電気信号における属性の変化を解析する。これにより、受信機側では、ワイヤレスセンサ200に加わる物理量を計測することが可能となる。
The surface acoustic wave generated on the surface of the dielectric
(5−3)複数のワイヤレスセンサ200への対応
以上が、1つの周波数に対応したワイヤレスセンサの説明であったが、次に複数の周波数に対応できるワイヤレスセンサについて説明する。
図14に示すように、形状の異なる櫛型電極3A−1,3B−1…3A−4,3B−4が形成されたワイヤレスセンサ200´においては、外部から送信される電波の周波数により複数の周波数に対応した弾性表面波が誘電体薄膜2上に発生する。
(5-3) Response to
As shown in FIG. 14, in the
例えば、櫛型電極3A−1,3B−1およびインピーダンスマッチング部5A,5Bで設定される弾性表面波の周波数をf1、櫛型電極3A−2,3B−2およびインピーダンスマッチング部5A,5Bで設定される弾性表面波の周波数をf2、櫛型電極3A−3,3B−3およびインピーダンスマッチング部5A,5Bで設定される弾性表面波の周波数をf3、櫛型電極3A−4,3B−4およびインピーダンスマッチング部5A,5Bで設定される弾性表面波の周波数をf4とする。
なお、図14では、グランドおよびグランド電極の図示は省略して描いている。
For example, the frequency of the surface acoustic wave set by the comb-shaped
In FIG. 14, the illustration of the ground and the ground electrode is omitted.
ここで、外部の発信機から周波数f1の電波信号が送信されると、櫛型電極3Aでは、この周波数f1に対応した電極3A−1が機械振動を発生し、この機械振動によって誘電体薄膜2上に弾性表面波が発生する。この弾性表面波が電極3B−1に伝達される。電極3B−1に伝達される弾性表面波は、物理量の影響を受けてその属性が変化する。一方、他の櫛型電極3A−2,3B−2〜3A−4,3B−4においては、周波数f1に同調していないので、弾性表面波の発生やこれに基づく電波信号の送信は行われない。即ち、これらの櫛型電極3A−2,3B−2〜3A−4,3B−4は、各々周波数f2,f3,f4に同調するように設定されており、このため、周波数f2の電波をワイヤレスセンサ200´に送信した場合には、櫛型電極3A−2→3B−2という経路で弾性表面波が伝達され、この弾性表面波に対応した電波信号がアンテナ4Bを経由して出力される。
Here, when a radio wave signal having a frequency f1 is transmitted from an external transmitter, the
同様に、周波数f3の電波信号をワイヤレスセンサ200´に送信した場合には、櫛型電極3A−3→3B−3という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ4Bを経由して出力され、周波数f4の電波信号をワイヤレスセンサ200´に送信した場合には、櫛型電極3A−4→3B−4という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ4Bを経由して出力される。
従って、周波数f1,f2,f3,f4の順でワイヤレスセンサ200´に電波を送信すれば、これらに対応する応答信号を得ることができる。またこの場合、櫛型電極3B−1,3B−2,3B−3,3B−4(出力側)から出力される信号の変化帯域(物理量による変化の幅)を重複しないように設定しておけば、周波数f1〜f4を同時にワイヤレスセンサ200´に出力しても、その応答信号として出力される4つの信号を分離して解析することができる。
Similarly, when a radio signal having a frequency f3 is transmitted to the
Therefore, if radio waves are transmitted to the
ここで、上述した本発明の実施形態で用いられるワイヤレスセンサ200の具体的な動作について説明する。表示媒体100に設けられた4つのワイヤレスセンサ200を、ワイヤレスセンサ200−1,200−2,200−3,200−4とすると、具体的には、ワイヤレスセンサ200は、弾性表面波の周波数が櫛型電極3A,3Bの形状で設定されるため、ワイヤレスセンサ200−1には、図14に示したワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−1,3B−1が形成され、ワイヤレスセンサ200−2にはワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−2,3B−2が形成され、ワイヤレスセンサ200−3にはワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−3,3B−3が形成され、ワイヤレスセンサ200−4にはワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−4,3B−4が形成されるものとする。これにより、ワイヤレスセンサ200−1〜200−4の誘電体薄膜に発生する弾性表面波の周波数が、ワイヤレスセンサ200−1がf1、ワイヤレスセンサ200−2がf2、ワイヤレスセンサ200−3がf3、ワイヤレスセンサ200−4がf4となる。即ち、受信する電波信号の周波数f1〜f4によってワイヤレスセンサ200−1〜200−4が特定されることになる。
Here, a specific operation of the
そして、周波数f1の電波信号ではワイヤレスセンサ200−1による測定が、周波数f2の電波信号ではワイヤレスセンサ200−2による測定が、周波数f3の電波信号ではワイヤレスセンサ200−3による測定が、周波数f4の電波信号ではワイヤレスセンサ200−4による測定が可能となる。 The radio signal with the frequency f1 is measured by the wireless sensor 200-1, the radio signal with the frequency f2 is measured with the wireless sensor 200-2, and the radio signal with the frequency f3 is measured with the wireless sensor 200-3. The radio signal can be measured by the wireless sensor 200-4.
ワイヤレスセンサ200−1,200−2,200−3および200−4(以下、総称としてワイヤレスセンサ200として使用する)は、制御装置300のセンサ通信部330からの電波信号を受けて個々の櫛型電極で設定された周波数の弾性表面波を誘電体薄膜2上に発生させ、物理量に応じて弾性表面波の周波数を変化させてセンサ通信部330に向けて物理量の変化に対応した周波数の信号を送信する。そして、制御装置300の制御部310は、センサ通信部330を介して受信した電波信号を解析して個々のセンサが設置された位置の周囲の物理量を得る。
The wireless sensors 200-1, 200-2, 200-3, and 200-4 (hereinafter collectively referred to as the wireless sensor 200) receive individual radio signals from the
前述した如く、ワイヤレスセンサ200は、弾性表面波の周波数が櫛型電極3A,3Bの形状で設定される。この動作例に用いられるワイヤレスセンサ200−1には、図14に示したワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−1,3B−1が形成され、ワイヤレスセンサ200−2にはワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−2,3B−2が形成され、ワイヤレスセンサ200−3にはワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−3,3B−3が形成され、ワイヤレスセンサ200−4にはワイヤレスセンサ200´の櫛型電極3A−4,3B−4が形成されている。これにより、ワイヤレスセンサ200の誘電体薄膜に発生する弾性表面波の周波数が、ワイヤレスセンサ200−1がf1、ワイヤレスセンサ200−2がf2、ワイヤレスセンサ200−3がf3、ワイヤレスセンサ200−4がf4となる。即ち、ワイヤレスセンサ200が受信する電波の周波数f1〜f4によってワイヤレスセンサ200−1〜200−4が特定されることになる。
As described above, in the
制御部310は、センサ通信部330を介して周波数f1,f2,f3,f4の矩形状波を合わせた電波信号を発信する。また、制御部310は、ワイヤレスセンサ200から電波信号を受信すると、受信した電波信号をデジタル化し、デジタル化された情報に基づいて解析・演算を行う。
なお、ワイヤレスセンサに送信する波形は矩形状波に限らず、測定が行えるのであれば、三弦波や三角波等、任意の波形を用いてもよい。
The
Note that the waveform transmitted to the wireless sensor is not limited to a rectangular wave, and an arbitrary waveform such as a three-string wave or a triangular wave may be used as long as measurement can be performed.
(5−4)温度センサの構成
次に、ワイヤレスセンサを温度センサとして用いた場合について説明する。温度センサとして使用するためには、図13に示した誘電体薄膜2の材料にLiNbO3を使用する。このLiNbO3の結晶は、弾性表面波の伝搬速度が温度変化に対して敏感に変化する材質でその温度係数は約75×10-6/℃となる。この温度における伝搬速度の変化は、弾性表面波の周波数を変化させることになる。例えば、実験においては、温度が約100℃変化することにより、弾性表面波の中心周波数f0に対して約0.2〜0.3%程度周波数が変化する結果を得ている。
(5-4) Configuration of Temperature Sensor Next, a case where a wireless sensor is used as a temperature sensor will be described. In order to use as a temperature sensor, LiNbO 3 is used as the material of the dielectric
(5−5)光量センサの構成
次に、ワイヤレスセンサを光量センサとして用いた場合について説明する。
図15は光量センサ200Lの構成を示している。図15に示す光量センサ200Lの構成が、図13に示したワイヤレスセンサ200の構成と異なる点は、櫛型電極3Bの一方に、インピーダンス変換器49及び受光素子(例えば、フォトダイオード等)48が設けられている点である。この光量センサ200Lは、誘電体薄膜2の材料にLiTaO3を使用する。このLiTaO3の結晶は、弾性表面波の伝搬速度が温度変化に対して変化が少ない材質でその温度係数は約18.0×10-6/℃となる。LiNbO3の結晶に対して温度係数は約1/4と小さく10℃の温度変化に対して弾性表面波の変化率は0.005%程度となる。
(5-5) Configuration of Light Sensor Next, a case where a wireless sensor is used as a light sensor will be described.
FIG. 15 shows the configuration of the
ある照度(例えば、1000lx)を持った光が受光素子48に加わると、この光量に対応して受光素子48のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの変化は櫛型電極3Bのインピーダンスとマッチングさせるインピーダンス変換器49を通して櫛型電極3Bに伝わる。ここで、櫛型電極3Bにおけるインピーダンス変化は、入力側の櫛型電極3Aから伝搬してきた弾性表面波を櫛型電極3Bで反射させる際の反射強度を変化させる。櫛型電極3Aは、この反射弾性表面波を再び受信し電磁波として外部に送信する。このように構成された光量センサ200Lにおいては、標準電界強度に対して約0.1%程度変化する。
When light having a certain illuminance (for example, 1000 lx) is applied to the
(5−6)帯電量センサの構成
次に、ワイヤレスセンサを帯電量センサとして用いた場合について説明する。
図16は帯電量センサ200Eの構成を示している。図16に示す帯電量センサ200Eの構成が、図13に示したワイヤレスセンサ200の構成と異なる点は、櫛型電極3Bの一方に、インピーダンス変換器51と、コイル52を図のように巻いたフェライトコア53が設けられている点である。これを帯電量センサ200Eとして使用するためには、図16に示した誘電体薄膜2の材料にLiTaO3を使用する。
(5-6) Configuration of Charge Quantity Sensor Next, a case where a wireless sensor is used as the charge quantity sensor will be described.
FIG. 16 shows the configuration of the
上述した実施形態においては、表示媒体400の表示部410に電圧が印加されることによって発生する電場に対応して、帯電量センサ200Eのフェライトコア53に伝わる磁界が変化し、この磁界の変化はコイル52のインピーダンスを変化させる。このインピーダンスの変化は櫛型電極3Bのインピーダンスとマッチングさせるインピーダンス変換器51を通して櫛型電極3Bに伝わり、入力側の櫛型電極3Aから伝搬してきた弾性表面波を櫛型電極3Bで反射させる際に反射強度を変化させる。この反射弾性表面波を櫛型電極3Aにて再び受信し電磁波として発振する際に帯電量センサ200Eは、標準電界強度に対して約0.1%程度が変化することにより動作する。このワイヤレスセンサでは、帯電量の変化に応じて受信機における受信信号の強度が線形的に変化する帯電量センサを実現する。
In the above-described embodiment, the magnetic field transmitted to the
なお、前記実施形態では、各センサを識別する手段として、櫛型電極3A,3Bの形状及び大きさ異ならせて、誘電体薄膜に発生する表面弾性波の周波数を個々に設定し、この周波数で識別させるようにしている。センサを識別する手段はこれに限らず、櫛型電極の形状及び大きさを同形状にして櫛型電極間の離間距離を異ならせることによっても実現することができる。
具体的には、櫛型電極間の離間距離を異ならせることで、誘電体薄膜上に発生する表面弾性波の時間が異なる。この点に着目して発信機の信号発信から受信機での信号受信までの時間を計測することによりセンサの識別化をはかっても良い。
In the embodiment, as means for identifying each sensor, the frequency and frequency of the surface acoustic waves generated in the dielectric thin film are individually set by changing the shape and size of the comb-shaped
Specifically, the time of the surface acoustic wave generated on the dielectric thin film is different by making the separation distance between the comb electrodes different. Focusing on this point, the sensor may be identified by measuring the time from signal transmission of the transmitter to signal reception at the receiver.
100…表示媒体、110…表示部、110A…表示層、110B…密閉層、120…駆動部、130…アンテナ部、111a,111b…ITO基板、112…間隙部材、113B…黒色粒子、113W…白色粒子、514…光採込部、200E…帯電量センサ、200L…光量センサ、300…制御装置、310…制御部、320…記憶部、330…センサ通信部、340…無線通信部、350…RAM、1…基板、2…誘電体薄膜、3A,3B…櫛型電極、5A,5B…インピーダンスマッチング部、4A,4B…アンテナ、6A,6B…グランド、7…グランド電極。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するワイヤレス測定手段と、
前記ワイヤレス測定手段を覆って密閉する密閉層と
を備えることを特徴とする表示媒体。 A display medium layer for electrically switching display;
When a predetermined radio wave signal is supplied, wireless measurement means for detecting a physical quantity indicating the surrounding environmental state using it as an energy source, generating and outputting a radio signal having an attribute reflecting the detected physical quantity, and
A display medium comprising: a sealing layer that covers and seals the wireless measurement unit.
所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するワイヤレス測定手段とを備え、
前記ワイヤレス測定手段は前記表示媒体層の中に密封されることを特徴とする表示媒体。 A display medium layer for electrically switching display;
Wireless measurement means for detecting a physical quantity indicating an ambient environmental condition when a predetermined radio signal is supplied as an energy source, and generating and outputting a radio signal having an attribute reflecting the detected physical quantity ,
The display medium, wherein the wireless measuring means is sealed in the display medium layer.
前記表示媒体層を密閉する密閉層と、
所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として周囲の環境状態を示す物理量を検出し、検出した物理量を反映する属性を有した電波信号を生成して出力するワイヤレス測定手段とを備え、
前記ワイヤレス測定手段は前記密閉層に露出して設けられることを特徴とする表示媒体。 A display medium layer for electrically switching display;
A sealing layer for sealing the display medium layer;
Wireless measurement means for detecting a physical quantity indicating an ambient environmental condition when a predetermined radio signal is supplied as an energy source, and generating and outputting a radio signal having an attribute reflecting the detected physical quantity ,
The display medium according to claim 1, wherein the wireless measuring means is provided exposed to the sealing layer.
前記ワイヤレス測定手段から出力される電波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された電波信号から前記物理量を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された物理量に基づいて、前記表示媒体の駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段と
を備えることを特徴とする表示媒体制御装置。 A display medium control device for controlling the display medium according to claim 1,
Receiving means for receiving a radio signal output from the wireless measuring means;
Calculating means for calculating the physical quantity from the radio signal received by the receiving means;
A display medium control device comprising: drive voltage control means for controlling the drive voltage of the display medium based on the physical quantity calculated by the calculation means.
前記ワイヤレス測定手段から出力される電波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された電波信号から光量を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された光量に基づいて前記表示媒体に表示される画像のコントラストを調節する調節手段と
を備えることを特徴とする表示媒体制御装置。 A display medium control device for controlling the display medium according to claim 1,
Receiving means for receiving a radio signal output from the wireless measuring means;
Calculating means for calculating the amount of light from the radio signal received by the receiving means;
A display medium control device comprising: an adjusting unit that adjusts a contrast of an image displayed on the display medium based on the light amount calculated by the calculating unit.
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- 2005-03-23 JP JP2005084838A patent/JP2006267477A/en active Pending
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