JP2013200360A - 表示装置の制御装置、表示装置の制御方法、表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】取得した画像を減色して表示する場合に、減色された画像と表示される画像との差を抑えるようにする。
【解決手段】コントローラー５は、２５６階調の画像データを取得する。コントローラー５は、温度センサー６から出力された信号を取得し、取得した信号を基に温度を特定する。コントローラー５は、特定した温度において画素１１０が表示するダークグレーの階調値Ｃ１とライトグレーの階調値Ｃ２を取得する。コントローラー５は、２５６階調の画像データを、０（黒）、階調値Ｃ１、階調値Ｃ２又は２５５（白）の４色に減色する。コントローラー５は、走査線駆動回路１３０とデータ線駆動回路１４０を制御し、減色後の画像を画素１１０に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置の制御装置、表示装置の制御方法、表示装置及び電子機器に関する。

特許文献１には、入力されたグレースケールの画像に対してディザ処理を行い、ディザ処理後の画像を電気泳動ディスプレイに表示することが記載されている。この方法によれば、入力されたグレースケールの画像は減色されるため、表示できる階調数が少ない電気泳動ディスプレイであっても、入力されたグレースケールの画像を少ない階調で再現することができる。

特表２０１０−５１５９２６号公報

電気泳動方式の表示装置においてアクティブマトリクス方式のものは、分散媒と電気泳動粒子を電極で挟んで画素が構成されており、画素へ電圧を複数回印加することにより電気泳動粒子を移動させ、表示する階調を変更することができる。しかしながら、分散媒の粘度が温度によって変化するため、同じ回数の電圧を画素へ印加しても温度が異なると電気泳動粒子の移動量が異なり、表示される階調が同じとならないことがある。
例えば、画素で反射する光の反射率が最大である白の状態を１００％、反射率が最小である黒の状態を０％として反射率を正規化した場合、ある温度において反射率が０％の状態から１回の電圧印加で３５％の反射率となり、２回の電圧印加で７０％の反射率となったとしても、温度が低くなると１回の電圧印加で２５％の反射率となり、２回の電圧印加で６０％の反射率となる場合がある。ここで階調間の差を均等にして４階調に減色する処理を行い、減色後の階調を０％、３３％、６６％、１００％の反射率にした場合、上記のように３３％の階調を表示できない装置にあっては、減色後の画像の階調と、表示装置で表示できる階調とで差が生じてしまい、階調表示の質が低下してしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、取得した画像を減色して表示する場合に、減色された画像と表示される画像との差を抑えるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置の制御装置は、画素ごとに設けられた複数の第１電極と、前記複数の第１電極に対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気光学材料と、を備え、前記第１電極への電圧の印加回数に応じて前記画素の階調が離散的に変化する表示装置の制御装置であって、前記画素毎の階調値を含む第１画像データを取得する画像取得部と、離散的に変化する前記画素の階調のうち画像の表示に用いる階調を決定するパラメーターを取得するパラメーター取得部と、前記第１画像データの階調数より少ない階調数に減色する場合の減色後の各階調値を前記パラメーター取得部で取得したパラメーターに応じて決定し、前記画像取得部で取得された第１画像データを、当該決定した階調値に基づいて減色した第２画像データを生成する減色部とを有する。
この構成によれば、減色後の階調値を、パラメーターに基づいて、離散的に変化する画素の階調値に対応した階調値に近づけることができるため、減色後の階調と、画素で表示される階調との差を抑えることができる。

前記制御装置においては、前記パラメーター取得部は、前記パラメーターとして温度を表すデータを取得し、前記減色部は、前記パラメーター取得部が取得したデータが表す温度に応じて減色後の各階調値を決定する構成としてもよい。
この構成によれば、温度によって画素の階調が変化する表示装置であっても、減色後の階調値を、温度によって変化した階調値に近づけることができるため、減色後の階調と、画素で表示される階調との差を抑えることができる。

また、前記制御装置においては、前記減色後の階調値は、前記表示装置毎に決定される構成としてもよい。
この構成によれば、表示する階調が複数の表示装置で異なっていても、減色後の階調値は、表示装置に合わせて決定されるため、各表示装置においては、減色後の階調と、画素で表示される階調との差を抑えることができる。

また、前記制御装置においては、前記表示装置において選択可能な階調数より減色後の階調数が少ない場合、減色後の最小の階調差が、前記表示装置において選択可能な階調の最小階調差より大きい構成としてもよい。
この構成によれば、減色後の階調数が表示装置において選択可能な階調数より少ない場合、減色後の階調値として最小階調差となる階調値を選択しないため、画素の階調を繰り返し変更しても、濃度の高低の関係が崩れるのを抑えることができる。

また、上記目的を達成するために本発明に係る表示装置は、画素ごとに設けられた複数の第１電極と、前記複数の第１電極に対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気光学材料と、を備え、前記第１電極への電圧の印加回数に応じて前記画素の階調が離散的に変化する表示装置であって、前記画素毎の階調値を含む第１画像データを取得する画像取得部と、離散的に変化する前記画素の階調のうち画像の表示に用いる階調を決定するパラメーターを取得するパラメーター取得部と、前記第１画像データの階調数より少ない階調数に減色する場合の減色後の各階調値を前記パラメーター取得部で取得したパラメーターに応じて決定し、前記画像取得部で取得された第１画像データを、当該決定した階調値に基づいて減色した第２画像データを生成する減色部と、前記減色部で生成された第２画像データが指定する階調値の階調へ前記画素の階調を変更する書き込み部であって、前記画素の階調を第２階調から第１階調の方向へ変化させる場合には第１電圧を当該画素の前記第１電極へ１又は複数回印加する第１の書き込み動作を行い、前記画素の階調を前記第１階調から前記第２階調の方向へ変化させる場合には前記第１電圧とは極性が異なる第２電圧を当該画素の前記第１電極へ１又は複数回印加する第２の書き込み動作を行う書き込み部とを有する。
この構成によれば、減色後の階調値を、パラメーターに基づいて、離散的に変化する画素の階調値に対応した階調値に近づけることができるため、減色後の階調と、画素で表示される階調との差を抑えることができる。

なお、本発明は、表示装置の制御装置及び表示装置のみならず、表示装置の制御方法、当該表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。

第１実施形態の表示装置１０００と電気光学装置１のハードウェア構成を示した図。 表示領域１００の断面を示した図。 画素１１０の等価回路を示した図。 コントローラー５で実現する機能の構成を示したブロック図。 温度テーブルの一例を示した図。 印加回数テーブルの一例を示した図。 コントローラー５が行う処理の流れを示したフローチャート。 電子ブックリーダー２０００の外観図。

［実施形態］
（実施形態の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０００のハードウェア構成を示したブロック図である。表示装置１０００は、画像を表示する装置であり、電気泳動方式の電気光学装置１、制御部２、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）３及び記憶部の一例であるＲＡＭ４を備えている。また、電気光学装置１は、表示部１０とコントローラー５を備えている。

制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータであり、表示装置１０００の各部を制御する。また、制御部２は、ＶＲＡＭ３にアクセスし、表示領域１００に表示させる画像を示す画像データをＶＲＡＭ３に書き込む。
コントローラー５は、表示部１０の表示領域１００に画像を表示させるための各種信号を表示部１０の走査線駆動回路１３０とデータ線駆動回路１４０に供給するものである。コントローラー５は、電気光学装置１の制御装置に相当する。なお、制御部２とコントローラー５を合わせた部分を電気光学装置１の制御装置と定義することもできる。あるいは、制御部２、コントローラー５、ＶＲＡＭ３およびＲＡＭ４の全体を、電気光学装置１の制御装置と定義することもできる。

ＶＲＡＭ３は、制御部２により書き込まれた画像データを記憶するメモリーである。ＶＲＡＭ３は、後述するｍ行×ｎ列で配列された画素１１０毎に記憶領域（バッファー）を有している。画像データは、各画素１１０の階調を表すデータを含んでおり、一の画素１１０の階調を表すデータは、ＶＲＡＭ３において当該画素１１０に対応した一の記憶領域に記憶される。ＶＲＡＭ３に書き込まれたデータは、コントローラー５により読み出される。なお、本実施形態の画像データにおいては、画素毎の階調値は、０から２５５までの整数のいずれかの値をとるものである。この値は、０が黒、２５５が白を表し、値が大きくなるにつれて黒から白へと階調が変化する。

温度センサー６は、温度を検知するセンサーである。温度センサー６は、検知した温度を表す信号を出力する。なお、温度センサー６は、表示領域１００の近傍に配置される。
ＲＡＭ４は、表示領域１００に画像を表示させるために用いられる各種データを記憶する。ＲＡＭ４は、画像記憶領域Ａ、加工画像記憶領域Ｂ、及び前画像記憶領域Ｃを有する。各記憶領域は、ｍ行×ｎ列の画素１１０の各々に対応したマトリクス状の記憶領域を備えている。画像記憶領域Ａは、ＶＲＡＭ３から読み出された画像データを記憶する領域である。加工画像記憶領域Ｂは、画像記憶領域Ａに記憶された画像データを加工した加工済み画像データを記憶する領域である。前画像記憶領域Ｃは、ＶＲＡＭ３の内容が書き換えられたことを検知したときに加工画像記憶領域Ｂに記憶されている画像データが記憶される領域である。

表示領域１００では、複数の走査線１１２が図において行（Ｘ）方向に沿って設けられ、複数のデータ線１１４が、列（Ｙ）方向に沿って、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。そして、画素１１０が各走査線１１２と各データ線１１４との交差に対応して、それぞれ設けられている。便宜的に走査線１１２の行数を「ｍ」とし、データ線１１４の列数を「ｎ」としたとき、画素１１０は、縦ｍ行×横ｎ列でマトリクス状に配列して表示領域１００を構成することになる。

図２は、表示領域１００の断面を示した図である。表示領域１００は、図２に示したように大別して第１基板１０１、電気泳動層１０２および第２基板１０３によって構成されている。第１基板１０１は、絶縁性及び可撓性を有する基板１０１ａ上に回路の層が形成された基板である。基板１０１ａは、本実施形態においてはポリカーボネートで形成されている。なお、基板１０１ａとしては、ポリカーボネートに限定されることなく、軽量性、可撓性、弾性及び絶縁性を有する樹脂材料を用いることができる。また、基板１０１ａは、可撓性を持たないガラスで形成されていてもよい。基板１０１ａの表面には、接着層１０１ｂが設けられ、接着層１０１ｂの表面には回路層１０１ｃが積層されている。
回路層１０１ｃは、行方向に配列された複数の走査線１１２と、列方向に配列された複数のデータ線１１４を有している。また、回路層１０１ｃは、走査線１１２とデータ線１１４との交差のそれぞれに対応して、画素電極１０１ｄ（第１電極）を有している。

電気光学材料の一例である電気泳動層１０２は、バインダー１０２ｂと、バインダー１０２ｂによって固定された複数のマイクロカプセル１０２ａで構成されており、画素電極１０１ｄ上に形成されている。なお、マイクロカプセル１０２ａと画素電極１０１ｄとの間には、接着剤により形成された接着層を設けてもよい。

バインダー１０２ｂとしては、マイクロカプセル１０２ａとの親和性が良好で電極との密着性が優れ、且つ絶縁性を有するものであれば特に制限はない。マイクロカプセル１０２ａ内には、分散媒と電気泳動粒子が格納されている。マイクロカプセル１０２ａを構成する材料としては、アラビアゴム・ゼラチン系の化合物やウレタン系の化合物等の柔軟性を有するものを用いるのが好ましい。

分散媒としては、水、アルコール系溶媒（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブなど）、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）、脂肪族炭化水素（ぺンタン、ヘキサン、オクタンなど）、脂環式炭化水素（シクロへキサン、メチルシクロへキサンなど）、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類（キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンなど））、ハロゲン化炭化水素（塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタンなど）、カルボン酸塩などのいずれかを用いることができ、また、分散媒は、その他の油類であってもよい。また、これらの物質は単独又は混合して分散媒に用いることができ、さらに界面活性剤などを配合して分散媒としてもよい。

電気泳動粒子は、分散媒中で電界によって移動する性質を有する粒子（高分子あるいはコロイド）である。本実施形態においては白の電気泳動粒子と黒の電気泳動粒子がマイクロカプセル１０２ａ内に格納されている。黒の電気泳動粒子は、例えば、アニリンブラックやカーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子であり、本実施形態では正に帯電されている。白の電気泳動粒子は、例えば、二酸化チタンや酸化アルミニウム等の白色顔料からなる粒子であり、本実施形態では負に帯電されている。

第２基板１０３は、フィルム１０３ａと、フィルム１０３ａの下面に形成された透明な共通電極層１０３ｂ（第２電極）で構成されている。フィルム１０３ａは、電気泳動層１０２の封止及び保護の役割を担うものであり、例えばポリエチレンテレフタレートのフィルムである。フィルム１０３ａは、透明で絶縁性を有している。共通電極層１０３ｂは、例えば、酸化インジウム膜（ＩＴＯ膜）などの透明な導電膜で構成されている。

図３は、画素１１０の等価回路を示した図である。なお、本実施形態では、各走査線１１２を区別するために、図１に示した走査線１１２を上から順に１、２、３、・・・、（ｍ−１）、ｍ行目という呼び方をする場合がある。また同様に、各データ線１１４を区別するために、図１に示したデータ線１１４を左から順に１、２、３、・・・、（ｎ−１）、ｎ列目という呼び方をする場合がある。
図３においては、ｉ行目の走査線１１２とｊ列目のデータ線１１４との交差に対応した画素１１０の等価回路を示している。他のデータ線１１４と走査線１１２との交差に対応した画素１１０も構成は図に示した構成と同じであるため、ここでは、代表してｉ行目のデータ線１１４とｊ列目の走査線１１２との交差に対応した画素１１０の等価回路について説明し、他の画素１１０の等価回路については説明を省略する。

図３に示したように、各画素１１０は、ｎチャネル型の薄膜トランジスター（thin film transistor：以下単に「ＴＦＴ」と略称する）１１０ａと、表示素子１１０ｂと、補助容量１１０ｃとを有する。画素１１０において、ＴＦＴ１１０ａのゲート電極はｉ行目の走査線１１２に接続される一方、そのソース電極はｊ列目のデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極は、表示素子１１０ｂの一端である画素電極１０１ｄと補助容量１１０ｃの一端とにそれぞれ接続されている。補助容量１１０ｃは、回路層１０１ｃに形成された一対の電極によって誘電体層を挟持した構成である。補助容量１１０ｃの他端の電極は、各画素にわたって共通の電圧にされている。画素電極１０１ｄは、共通電極層１０３ｂと対向し、画素電極１０１ｄと共通電極層１０３ｂとの間にはマイクロカプセル１０２ａを含む電気泳動層１０２が挟まれている。このため、表示素子１１０ｂは、等価回路でみたときに、画素電極１０１ｄと共通電極層１０３ｂとで、電気泳動層１０２を挟持した容量になる。そして、表示素子１１０ｂは、両電極間の電圧を保持（記憶）するとともに、この保持した電圧によって生じる電界方向にしたがって表示を行うことになる。なお、本実施形態においては、図示省略した外部回路によって、各画素１１０の補助容量１１０ｃの他端の電極と、共通電極層１０３ｂの電圧は、共通の電圧Ｖｃｏｍが印加される。

図１に戻り、走査線駆動回路１３０は、表示領域１００の各走査線１１２と接続されている。走査線駆動回路１３０は、コントローラー５による制御にしたがって、走査線１１２を１、２、・・・、ｍ行目という順番で選択し、選択した走査線１１２に対してハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を供給し、選択されていない他の走査線１１２に対しロー（Ｌｏｗ）レベルの信号を供給するものである。
データ線駆動回路１４０は、表示領域の各データ線１１４と接続されており、選択された走査線１１２に接続されている画素１１０の１行分の表示内容に応じて各列のデータ線１１４にデータ信号をそれぞれ供給するものである。

走査線駆動回路１３０が１行目の走査線１１２を選択してからｍ行目の走査線１１２の選択が終了するまでの期間（以下、「フレーム期間」又は単に「フレーム」と称する）において各走査線１１２は一回づつ選択され、各画素１１０には１フレームに一回づつデータ信号が供給される。
走査線１１２がハイレベルとなると、当該走査線１１２にゲートが接続されたＴＦＴ１１０ａがオン状態になり、画素電極１０１ｄがデータ線１１４に接続される。走査線１１２がハイレベルであるときにデータ線１１４にデータ信号を供給すると、当該データ信号は、オン状態になったＴＦＴ１１０ａを介して画素電極１０１ｄに印加される。走査線１１２がローレベルになると、ＴＦＴ１１０ａはオフ状態になるが、データ信号によって画素電極１０１ｄに印加された電圧は、補助容量１１０ｃに蓄積され、画素電極１０１ｄの電位及び共通電極層１０３ｂの電位との電位差（電圧）に応じて電気泳動粒子が移動する。

例えば、共通電極層１０３ｂの電圧Ｖｃｏｍに対して画素電極１０１ｄの電圧が＋１５Ｖ（第２電圧）である場合、負に帯電している白の電気泳動粒子が画素電極１０１ｄ側に移動し、正に帯電している黒の電気泳動粒子が共通電極層１０３ｂ側に移動して画素１１０は黒の表示となる。また、共通電極層１０３ｂの電圧Ｖｃｏｍに対して画素電極１０１ｄの電圧が−１５Ｖ（第１電圧）である場合、正に帯電している黒の電気泳動粒子が画素電極１０１ｄ側に移動し、負に帯電している白の電気泳動粒子が共通電極層１０３ｂ側に移動して画素１１０は白の表示となる。なお、画素電極１０１ｄの電圧は、上述した電圧に限定されるものではなく、共通電極層１０３ｂの電圧Ｖｃｏｍに対してプラス（正極）の電圧またはマイナス（負極）の電圧であれば、上述した＋１５Ｖや−１５Ｖ以外の電圧であってもよい。

本実施形態においては、各画素１１０の表示状態を、光の反射率が最大である第１階調の白（低階調）側から光の反射率が最小である第２階調の黒（高階調）側へ変化させる場合、又は黒側から白側へ変化させる場合には、１フレームだけ画素１１０へデータ信号を供給して表示状態を変化させるのではなく、複数フレームに渡って画素１１０へデータ信号を供給する書き込み動作により表示状態を変化させる場合がある。これは、表示状態を変化させるに際し、１フレームだけ電気泳動粒子に電位差を与えても黒の電気泳動粒子の移動量が少なく、目標とする階調に到達しない場合があるためである。このことは、表示状態を黒から白へ変化させる場合の白の電気泳動粒子についても同様である。よって、例えば、画素１１０の表示状態を光の反射率が最大の白から光の反射率が最小の黒へ変化させる場合、画素１１０に黒を表示させるためのデータ信号が複数フレームに渡って画素１１０へ供給され、画素１１０の表示状態を黒から白へ変化させる場合には、画素に白を表示させるためのデータ信号が複数フレームに渡って画素１１０へ供給される。本明細書において「書き込み動作」とは、画素の表示状態を所望の階調表示状態とするために行われる画素へのデータ信号の供給シーケンス、又はこれに基づいて行われる共通電極層１０３ｂ、画素電極１０１ｄ間への電圧印加シーケンスを言う。

また本実施形態においては、１フレーム内である画素１１０の画素電極１０１ｄを共通電極層１０３ｂに対して電位が高くなる正極とし、同じフレーム内で他の画素１１０の画素電極１０１ｄを共通電極層１０３ｂに対して電位が低くなる負極とすることができる。つまり、１フレーム内で共通電極層１０３ｂに対して正極と負極の両方の極を選択できる駆動（以下、両極駆動という）となっている。より詳しくは、１フレーム内において、階調を高階調側（第２階調側）に変更する画素１１０の画素電極１０１ｄは正極とし、階調を低階調側（第１階調側）に変更する画素１１０の画素電極１０１ｄは負極とする。なお、黒の電気泳動粒子が負に帯電し、白の電気泳動粒子が正に帯電している場合には、階調を高階調側（第２階調側）に変更する画素１１０の画素電極１０１ｄは負極とし、階調を低階調側（第１階調側）に変更する画素１１０の画素電極１０１ｄは正極とすればよい。

次にコントローラー５の構成について説明する。図４は、本実施形態のコントローラー５において実現する機能を示したブロック図である。コントローラー５においては、画像取得部５０１、パラメーター取得部５０２、減色部５０３、及び書き込み部５０４が実現する。なお、コントローラー５において実現するブロックは、ハードウェアにより実現されてもよく、コントローラー５にＣＰＵを設け、このＣＰＵでプログラムを実行することにより実現されるようにしてもよい。

画像取得部５０１は、ＶＲＡＭ３に記憶されている画像データ（第１画像データ）を取得し、取得した画像データをＲＡＭ４の画像記憶領域Ａに記憶させるブロックである。また、画像取得部５０１は、ＶＲＡＭ３に記憶されている画像データをＲＡＭ４の画像記憶領域Ａに記憶させた後、加工画像記憶領域Ｂに記憶されている画像データを前画像記憶領域Ｃに記憶させる。
パラメーター取得部５０２は、後述する減色処理おいて、減色後の階調値を決定するためのパラメーターを取得するブロックである。本実施形態においては、温度センサー６から出力された信号をパラメーターとして取得する。

減色部５０３は、画像記憶領域Ａに記憶された画像データに減色処理を施すブロックである。減色部５０３は、２５６階調の画像データを、黒、ダークグレー、ライトグレー、白の４階調の画像データに減色する。なお、本実施形態においては、中間調のダークグレーとライトグレーの階調値を温度センサー６が検知した温度に応じて変更する。

具体的には、減色部５０３は、温度範囲にダークグレーとライトグレーの階調値を対応付けた温度テーブルを記憶している。図５は、温度テーブルの一例を示した図である。図５に示した温度テーブルの場合、「２０℃未満」という温度範囲に対してはダークグレーの階調値Ｃ１として６９、ライトグレーの階調値Ｃ２として１１５が対応づけられている。また、「２０℃以上３０℃未満」という温度範囲に対しては、ダークグレーの階調値Ｃ１として８５、ライトグレーの階調値Ｃ２として１７０が対応付けられ、「３０℃以上」という温度範囲に対しては、ダークグレーの階調値Ｃ１として１０２、ライトグレーの階調値Ｃ２として２０５が対応付けられている。

減色部５０３は、パラメーター取得部５０２が取得した信号に基づいて、温度センサー６が検知した温度を特定する。減色部５０３は、特定した温度を含む温度範囲に対応付けられている階調値Ｃ１及び階調値Ｃ２を温度テーブルから取得し、取得した階調値を用いて減色処理を行う。

ここで減色部５０３が行う減色処理について説明する。減色部５０３は、１６行１６列のディザマトリクスを記憶しており、このディザマトリクスには、画像記憶領域Ａに記憶される画像データを２値化するための閾値が格納されている。なお、この閾値は０から２５５の値のいずれかの値である。減色部５０３は、ディザマトリクスと、取得した階調値Ｃ１及び階調値Ｃ２を用い、以下の演算式に従って減色後の階調値を表す画像データを生成する。
data_2[x,y]＝data_1[x,y]＋dithermatrix［x%16,y%16］*C1/255+(255-C1)<256 ? 0 :
(data_1[x,y]＋dithermatrix［x%16,y%16］*(C2-C1)/255+(255-C2)<256 ? C1 :
(data_1[x,y]＋dithermatrix［x%16,y%16］*(255-C2)/255<256 ? C2 : 255))

なお、上記演算式は、プログラミング言語の一例であるＣ言語の演算子を用いて表されており、画像記憶領域Ａに記憶されている画像データをdata_1、減色後の画像データをdata_2としている。また、[x,y]は、記憶領域においてマトリクス状に記憶された各画素の階調のデータの座標を表している。また、dithermatrixはディザマトリクスを表しており、［x%16,y%16］におけるｘ及びｙは、ディザマトリクスに配置された閾値の座標を表している。この演算式によれば、例えば２０行２０列目の画素の階調については、ディザマトリクスにおいて４行４列目の位置にある閾値を用いて演算が行われることになる。減色部５０３は、上記演算式のｘ及びｙの値を順次変更して画素毎に減色後の階調値を表す画像データを生成し、生成した画像データ（第２画像データ）を加工画像記憶領域Ｂに記憶させる。

書き込み部５０４は、走査線駆動回路１３０とデータ線駆動回路１４０を制御し、加工画像記憶領域Ｂと、前画像記憶領域Ｃに記憶された画像データに基づいて、各画素１１０の画素電極１０１ｄに前述の第１電圧又は第２電圧を印加するものである。
書き込み部５０４は、図６に示した印加回数テーブルを記憶している。図６に示した印加回数テーブルには、画素の階調を変更するときの画素への電圧印加回数が格納されている。なお、印加回数テーブルは、温度範囲毎に設けられており、図６の（ａ）は、減色部５０３が特定した温度が２０℃未満の場合に使用され、図６の（ｂ）は、温度が２０℃以上３０℃未満の場合に使用され、図６の（ｃ）は、温度が３０℃以上の場合に使用される。

書き込み部５０４は、前画像記憶領域Ｃから変更前の階調値を取得し、加工画像記憶領域Ｂから変更後の階調値を取得する。図６の印加回数テーブルによれば、本実施形態においては、温度が２０℃未満であり、変更前の階調値が０（黒）、変更後の階調値が２５５（白）である場合、共通電極層１０３ｂの電圧Ｖｃｏｍに対して−１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに９回印加すると、画素の階調が黒の状態から白の状態に変化する。また、変更前の階調値が０（黒）であり、変更後の階調値がＣ２（ライトグレー）である場合、電圧Ｖｃｏｍに対して−１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに４回印加すると画素の階調が階調値Ｃ２の状態になり、変更前の階調値が０（黒）であり、変更後の階調値がＣ１（ダークグレー）である場合、電圧Ｖｃｏｍに対して−１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに１回印加すると画素の階調が階調値Ｃ１の状態になる。また、変更前の階調値が２５５（白）であり、変更後の階調値が０（黒）である場合、電圧Ｖｃｏｍに対して＋１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに９回印加すると、画素の階調が白の状態から黒の状態に変化する。
つまり、画素の階調は、−１５Ｖ又は＋１５Ｖの電圧の印加回数に応じて離散的に変化する。

［実施形態の動作］
次に、本実施形態の動作について説明する。図７は、コントローラー５が行う処理の流れを示したフローチャートである。コントローラー５は、ＶＲＡＭ３への画像データの書き込みを監視する。コントローラー５（画像取得部５０１）は、ＶＲＡＭ３の内容に変更があった場合には、ＶＲＡＭ３に記憶されている画像データ（第１画像データ）を取得し（ステップＳＡ１（画像取得ステップ））、取得した画像データを画像記憶領域Ａに記憶させる（ステップＳＡ２）。ここで、各画素の階調値は、ｍ行×ｎ列の画素１１０の各々に対応してマトリクス状に記憶される。また、コントローラー５は、加工画像記憶領域Ｂに記憶されている画像データ（第２画像データ）を前画像記憶領域Ｃに記憶させる（ステップＳＡ３）。ステップＳＡ３により、この時点で表示されている画像の画像データが前画像記憶領域Ｃに記憶されることになる。

次にコントローラー５（パラメーター取得部５０２）は、温度センサー６から出力されている信号を取得する（パラメーター取得ステップ）。そしてコントローラー５（減色部５０３）は、取得した信号に基づいて、温度センサー６で検知された温度を特定する（ステップＳＡ４）。温度を特定したコントローラー５（減色部５０３）は、画像記憶領域Ａに記憶された画像データに対して、特定した温度に対応した減色処理を施す（ステップＳＡ５（減色ステップ））。

まずコントローラー５は、ステップＳＡ４で特定した温度が属する温度範囲に対応付けられている階調値Ｃ１及び階調値Ｃ２を温度テーブルから取得する。ここで特定した温度が２０℃未満である場合、２０℃未満に対応付けられている階調値Ｃ１として６９を取得し、階調値Ｃ２として１１５を取得する。また、特定した温度が２０℃以上３０℃未満である場合、階調値Ｃ１として８５を取得し、階調値Ｃ２として１７０を取得する。また、特定した温度が３０℃以上である場合、階調値Ｃ１として１０２を取得し、階調値Ｃ２として２０５を取得する。

次にコントローラー５は、取得した階調値Ｃ１及び階調値Ｃ２を上記の演算式のＣ１とＣ２に代入すると共に、ＲＡＭ４に記憶されている第１画像データにおける各画素の階調値を上記の演算式に代入する。これにより、第１画像データにおける各画素の階調値を、０、Ｃ１、Ｃ２又は２５５のいずれかの値に置き換えた第２画像データが生成される。コントローラー５は、生成した第２画像データを加工画像記憶領域Ｂに記憶させる。ここで、温度が２０℃未満の場合、変更後の階調値は、０、６９、１１５、２５５のいずれかの値となる。また、温度が２０℃以上３０℃未満の場合、変更後の階調値は、０、８５、１７０、２５５のいずれかの値となり、温度が３０℃以上の場合には、変更後の階調値は、０、１０２、２０５、２５５のいずれかの値となる。つまり、減色処理により２５６階調の画像データは、４階調の画像データにされるものの、減色後の中間調の階調値は、温度によって異なることになる。

コントローラー５（書き込み部５０４）は、減色処理が終了すると、加工画像記憶領域Ｂに記憶された画像データと、前画像記憶領域Ｃに記憶された画像データを用いて、書き込み動作の処理を行う（ステップＳＡ６（書き込みステップ））。
具体的には、コントローラー５は、画素毎に、加工画像記憶領域Ｂに記憶されている階調値と、前画像記憶領域Ｃに記憶されている階調値とを取得する。コントローラー５は、加工画像記憶領域Ｂから取得した階調値を変更後の階調値とし、前画像記憶領域Ｃから取得した階調値を変更前の階調値とし、図６のテーブルを参照して画素毎に電圧の印加回数を決定する。コントローラー５は、電圧の印加回数を決定すると、加工画像記憶領域Ｂに記憶されている階調値と、前画像記憶領域Ｃに記憶されている階調値とから、画素の階調を白の方向に変更するのか黒の方向に変更するのか特定する。コントローラー５は、画素の階調を白の方向に変更する場合には、決定した印加回数で電圧Ｖｃｏｍに対して−１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに印加し、画素の階調を黒の方向に変更する場合には、決定した印加回数で電圧Ｖｃｏｍに対して＋１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに印加する。

本実施形態においては、画素の階調を０（正規化された光の反射率が０％）からＣ１（ダークグレー）に変更する場合、電圧Ｖｃｏｍに対して−１５Ｖの電圧を画素電極１０１ｄに１回だけ印加する。電圧印加後の画素の階調は、温度が２０℃未満の場合には、階調が６９（反射率が２７％）、２０℃以上３０℃未満の場合には、階調が８５（反射率が３３％）、３０℃以上の場合には、階調が１０２（反射率が４０％）となる。つまり、温度が２０℃未満の場合と３０℃以上の場合には、１回の電圧印加では、階調差を均等にして４階調に減色したときのダークグレーの反射率である３３％にならない。なお、２回の電圧印加を行うと、電気泳動粒子が３３％を超える反射率となってしまう。

温度が２０℃未満や３０℃以上の場合に、４階調に減色するときのダークグレーの階調値Ｃ１を３３％の反射率に対応する８５にして減色処理を行うと、実際に画素で表示される階調と減色後の画像の階調とに差があり、階調表示の品位が低下してしまう。
しかしながら本実施形態においては、各温度で表示される階調値に合わせて４階調に減色するときのダークグレーの階調値Ｃ１が設定されているため、実際に画素で表示される階調と減色後の画像の階調とに差が生じることがなく、階調表示の品位を低下させずに画像を表示することができる。同様にライトグレーについても、各温度で表示される階調値に合わせて４階調に減色するときのライトグレーの階調値Ｃ２が設定されているため、実際に画素で表示される階調と減色後の画像の階調とに差が生じることがなく、階調表示の品位を低下させずに画像を表示することができる。

なお、表示装置１０００においては、同じ温度で電圧の印加回数を同じとしても、装置毎の分散媒の粘度などの製造時のバラつきにより、ダークグレーとライトグレーの階調値が装置によってバラつく場合がある。
この場合、画素の反射率が３３％に近いダークグレーとなる電圧印加回数と、画素の反射率が６６％に近いライトグレーとなる電圧印加回数を装置毎に測定し、装置毎に印加回数テーブルを作成する。また、このときのダークグレーの階調値Ｃ１とライトグレーの階調値Ｃ２を測定し、測定した階調値を製造段階において温度テーブルに記憶させる。
このように、装置毎に電圧の印加回数、階調値Ｃ１及び階調値Ｃ２を設定する構成によれば、装置毎に表示できる階調にバラつきがあっても、各装置で階調表示の品位を低下させずに画像を表示することができる。

［電子機器］
次に、上述した実施形態に係る表示装置１０００を適用した電子機器の例について説明する。図８は、上述した実施形態に係る表示装置１０００を用いた電子ブックリーダーの外観を示した図である。電子ブックリーダー２０００は、板状のフレーム２００１と、ボタン９Ａ〜９Ｆと、上述した実施形態に係る電気光学装置１、制御部２、ＶＲＡＭ３、及びＲＡＭ４を備えている。電子ブックリーダー２０００においては表示領域１００が露出している。電子ブックリーダー２０００においては、電子書籍の内容が表示領域１００に表示され、ボタン９Ａ〜９Ｆを操作することにより電子書籍のページがめくられる。なお、このほかにも、上述した実施形態に係る電気光学装置１が適用可能な電子機器としては、時計や、電子ペーパー、電子手帳、電卓、携帯電話機等などが挙げられる。

［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。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

上述した実施形態においては、電気光学装置として電気泳動層１０２を有するものを例に説明したが、これに限定する趣旨ではない。電気光学装置は、画素の表示状態を第１表示状態から第２表示状態へ変化させるための書き込みが、電圧を複数回印加する書き込み動作によって行われるものであればどのようなものであってもよく、例えば電気光学材料として電子粉流体を用いた電気光学装置であってもよい。

上述した実施形態においては、２５６階調の画像データが４階調の画像データに減色されるが、減色後の階調数は４階調に限定されるものではない。例えば、減色後の階調数が３階調であってもよく、また、５階調以上であってもよい。なお、減色後の階調数が４階調ではない場合、中間調の数にあわせて温度テーブルの列数を適宜増減させればよい。また、印加回数テーブルにおいても、中間調の数にあわせて行数と列数が適宜増減させればよい。
また、減色前の画像データの階調数についても、２５６階調に限定されるものではなく、２５６階調未満や２５７階調以上であってもよい。

上述した実施形態においては、温度範囲が３つとなっているが、温度範囲の数は３つに限定されるものではない。例えば、２つであってもよく、４以上であってもよい。なお、温度範囲が上述の実施形態と異なる場合、温度テーブルの行数を適宜増減させればよい。また、印加回数テーブルについても、温度範囲の数にあわせて印加回数テーブルの数を適宜増減させればよい。

表示装置１０００を備える電子機器においては、ユーザーの操作により、温度テーブルの階調値Ｃ１と階調値Ｃ２の値を変更できるようにしてもよい。例えば、上記の電子ブックリーダー２０００においては、ボタン９Ａ〜ボタン９Ｆをユーザーが操作することにより、減色後の階調値を決定するためのパラメーターとして階調値Ｃ１と階調値Ｃ２を入力し、パラメーター取得部５０２は、この入力された階調値Ｃ１と階調値Ｃ２を取得するようにしてもよい。そして、減色部５０３は、この入力されたパラメーターの階調値Ｃ１と階調値Ｃ２を用いて減色処理を行うようにしてもよい。

表示装置１０００を備える電子機器においては、ユーザーの操作により、ダークグレーにする印加回数と、ライトグレーにする印加回数を設定できるようにしてもよい。例えば、上記の電子ブックリーダー２０００においては、ボタン９Ａ〜ボタン９Ｆをユーザーが操作することにより、印加回数テーブルの値を変更できるようにしてもよい。

上述した実施形態においては、ダークグレーとライトグレーの階調を複数選択できる場合、ダークグレーとライトグレーとの階調差が大きくなるように、ダークグレーとライトグレーの階調を選択するようにしてもよい。
例えば、反射率が０％の状態から−１５Ｖの電圧を１回印加すると反射率が１５％、２回印加すると反射率が３５％、３回印加すると反射率が５０％、４回印加すると反射率が７０％、５回印加すると反射率が９０％、６回印加すると反射率が１００％となる場合を想定する。この場合、ダークグレーとして反射率が３５％の状態、ライトグレーとして反射率が７０％の状態を選択するより、ダークグレーとして反射率が１５％の状態、ライトグレーとして反射率が９０％の状態を選択するのが好ましい。

黒側に階調を変更する電圧を印加した後に白側に階調を変更する電圧を印加すると、電気泳動方式の表示装置の特性として電気泳動粒子の移動量が同じとはならず、元の階調に戻らない場合がある。これは、白側に階調を変更する電圧を印加した後に黒側に階調を変更する電圧を印加した場合も同様である。このため、ダークグレーとライトグレーとを交互に繰り返し表示させた場合、ダークグレーが白側にずれ、ライトグレーが黒側にずれてしまうことがある。この場合、ダークグレーとライトグレーとの階調差が小さいと、ダークグレーを表示しているつもりが、ライトグレーより反射率が高い表示となってしまう。
一方、上述したようにダークグレーとライトグレーとの階調差を大きくとるようにしておけば、ダークグレーとライトグレーとの階調差が小さくなるまでには、より多くの回数で電圧を印加する必要があるため、ダークグレーの反射率がライトグレーの反射率より大きくなって表示されるのを抑えることができる。

１…電気光学装置、２…制御部、３…ＶＲＡＭ、４…ＲＡＭ、５…コントローラー、６…温度センサー、９Ａ〜９Ｆ…ボタン、１０…表示部、１００…表示領域、１０１…第１基板、１０１ａ…基板、１０１ｂ…接着層、１０１ｃ…回路層、１０１ｄ…画素電極、１０２…電気泳動層、１０２ａ…マイクロカプセル、１０２ｂ…バインダー、１０３…第２基板、１０３ａ…フィルム、１０３ｂ…共通電極層、１１０…画素、１１０ａ…ＴＦＴ、１１０ｂ…表示素子、１１０ｃ…補助容量、１１２…走査線、１１４…データ線、５０１…画像取得部、５０２…パラメーター取得部、５０３…減色部、５０４…書き込み部、２０００…電子ブックリーダー、２００１…フレーム、Ａ…画像記憶領域、Ｂ…加工画像記憶領域、Ｃ…前画像記憶領域

Claims (7)

1. 画素ごとに設けられた複数の第１電極と、前記複数の第１電極に対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気光学材料と、を備え、前記第１電極への電圧の印加回数に応じて前記画素の階調が離散的に変化する表示装置の制御装置であって、
   複数の第１電極が設けられた第１基板と、第２電極が設けられた第２基板とで電気光学材料を挟持し、前記複数の第１電極、前記電気光学材料及び前記第２電極とで複数の画素が構成され、前記第１電極への電圧の印加回数に応じて前記画素の階調が離散的に変化する表示装置の制御装置であって、
   前記画素毎の階調値を含む第１画像データを取得する画像取得部と、
   離散的に変化する前記画素の階調のうち画像の表示に用いる階調を決定するパラメーターを取得するパラメーター取得部と、
   前記第１画像データの階調数より少ない階調数に減色する場合の減色後の各階調値を前記パラメーター取得部で取得したパラメーターに応じて決定し、前記画像取得部で取得された第１画像データを、当該決定した階調値に基づいて減色した第２画像データを生成する減色部と
   を有する表示装置の制御装置。
2. 前記パラメーター取得部は、前記パラメーターとして温度を表すデータを取得し、
   前記減色部は、前記パラメーター取得部が取得したデータが表す温度に応じて減色後の各階調値を決定すること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置の制御装置。
3. 前記減色後の階調値は、前記表示装置毎に決定されること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置の制御装置。
4. 前記表示装置において選択可能な階調数より減色後の階調数が少ない場合、減色後の最小の階調差が、前記表示装置において選択可能な階調の最小階調差より大きいこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表示装置の制御装置。
5. 画素ごとに設けられた複数の第１電極と、前記複数の第１電極に対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気光学材料と、を備え、前記第１電極への電圧の印加回数に応じて前記画素の階調が離散的に変化する表示装置であって、
   前記画素毎の階調値を含む第１画像データを取得する画像取得部と、
   離散的に変化する前記画素の階調のうち画像の表示に用いる階調を決定するパラメーターを取得するパラメーター取得部と、
   前記第１画像データの階調数より少ない階調数に減色する場合の減色後の各階調値を前記パラメーター取得部で取得したパラメーターに応じて決定し、前記画像取得部で取得された第１画像データを、当該決定した階調値に基づいて減色した第２画像データを生成する減色部と、
   前記減色部で生成された第２画像データが指定する階調値の階調へ前記画素の階調を変更する書き込み部であって、前記画素の階調を第２階調から第１階調の方向へ変化させる場合には第１電圧を当該画素の前記第１電極へ１又は複数回印加する第１の書き込み動作を行い、前記画素の階調を前記第１階調から前記第２階調の方向へ変化させる場合には前記第１電圧とは極性が異なる第２電圧を当該画素の前記第１電極へ１又は複数回印加する第２の書き込み動作を行う書き込み部と
   を有する表示装置。
6. 画素ごとに設けられた複数の第１電極と、前記複数の第１電極に対向して配置された第２電極と、前記複数の第１電極と前記第２電極との間に配置された電気光学材料と、を備え、前記第１電極への電圧の印加回数に応じて前記画素の階調が離散的に変化する表示装置の制御方法であって、
   前記画素毎の階調値を含む第１画像データを取得する画像取得ステップと、
   離散的に変化する前記画素の階調のうち画像の表示に用いる階調を決定するパラメーターを取得するパラメーター取得ステップと、
   前記第１画像データの階調数より少ない階調数に減色する場合の減色後の各階調値を前記パラメーター取得ステップで取得したパラメーターに応じて決定し、前記画像取得ステップで取得された第１画像データを、当該決定した階調値に基づいて減色した第２画像データを生成する減色ステップと、
   前記減色ステップで生成された第２画像データが指定する階調値の階調へ前記画素の階調を変更するステップであって、前記画素の階調を第２階調から第１階調の方向へ変化させる場合には第１電圧を当該画素の前記第１電極へ１又は複数回印加する第１の書き込み動作を行い、前記画素の階調を前記第１階調から前記第２階調の方向へ変化させる場合には前記第１電圧とは極性が異なる第２電圧を当該画素の前記第１電極へ１又は複数回印加する第２の書き込み動作を行う書き込みステップと
   を有する表示装置の制御方法。
7. 請求項５に記載の表示装置を備える電子機器。

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