JP5124926B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペーパーライクディスプレイ、電子ペーパー等と称される薄型の表示装置に関する。

近年、マイクロエレクトロニクスや情報処理を中心とした技術革新により、ＩＴ（情報技術）化が急速に進められ、ＶＤＴ（Visual Display Terminals）が広く職場に導入されてきた。そのため、現在のＶＤＴの主流であるＣＲＴ（cathode-ray tube）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display））を使用する機会が飛躍的に増えてきている。

これまで印刷物の形態で普及されてきた文書類は、いわゆる電子書類の形態で配信されるようになってきている。しかしながら、上記ＣＲＴのような発光型のディスプレイでは、人間工学的理由から疲労が著しく、長時間の視認には耐えられないことが指摘されている。また、液晶ディスプレイのような受光型のディスプレイであっても、バックライトに用いられる蛍光管特有のちらつき等から、同様に疲労が感じられる。

そこで、これらの問題点を解決するために、いわゆるペーパーライクディスプレイ、あるいは電子ペーパーと呼ばれる表示装置が開発されつつある。具体的には、電気泳動法により着色粒子を電極間で移動させる電気泳動ディスプレイ（例えば、特許文献１，２参照）や、電子粉流体を電界により移動させて画像を表示させるディスプレイ、二色性を有する粒子を電場で回転させることにより着色させる２色ボール表示ディスプレイ、電気化学的な酸化・還元作用に基づき発色を行うエレクトロクロミックディスプレイ、電気化学的な酸化・還元により金属を析出・溶解させ、これに伴う色の変化を利用して表示を行う金属析出型の電気化学表示装置（エレクトロデポジションディスプレイ）等を挙げることができる。これらディスプレイは、いずれも自らは発光しない非発光型のディスプレイである。

これら電子ペーパーは、ＣＲＴや液晶などの従来型ディスプレイに対して良好な視認性を持つとともに著しく疲労感が低減される。また、電源を切っても表示がそのまま残るメモリ効果を備えており、消費電力も抑えられる。そのため、次世代のディスプレイとして期待されている。
特開２００３−１２１８８６公報 特開２００４−１９１６９４公報

しかしながら、従来の電子ぺーパーの表示書き換え速度は、一般的にＣＲＴや液晶等に比べて著しく劣っている。例えば、量産化されているマイクロカプセル型電気泳動方式では、黒画素の書込みに少なくとも１５０ｍｓｅｃ以上を必要とする。１画素を独立に制御するＴＦＴ駆動を行っても１秒間に数枚しか書込みができない。例えば、製品化されているマイクロカプセル型電気泳動方式を利用しディスプレイでは、ＴＦＴ駆動を行っていながらページ切り替えに数秒程度必要となっている。さらに、単純マトリクス駆動では、著しく描画速度が遅くなってしまい表示装置としての実用に耐え難い。

また、高速に書き換えが可能である電子粉流体方式おいても、黒画素の書き込みには実質数ｍｓｅｃ程度を必要としている。ＴＦＴ駆動方式を用いれば十分なスペックを得ることが出来るが、安価な単純マトリクス方式を用いると充分なスペックを得ることができない。例えば解像度ＷＶＧＡ（８００×４８０）の画面を形成するとすれば、画素当たり１ｍｓｅｃとして（単純マトリクス駆動であるので一つのコモンラインを駆動するのと同義）、１ｍｓｅｃ×４８０コモンラインで４８０ｍｓｅｃの描画時間を必要とする。デュアルスキャン方式をとっても２４０ｍｓｅｃであり、秒当たり４枚の表示速度としかならない。

すなわち、従来の電子ペーパーでは、ページ切り替えなどの際に描画に時間を要するため、使用者に対して違和感を与え、表示された内容の閲覧性を低下させていた。

本発明の課題は、スクロールなどの表示画面の書き換えの際においても、使用者に対して違和感を与えることのない、良好な閲覧性を実現する表示装置（電子ペーパー）を提供することにある。

請求項１記載の発明は、単純マトリクス駆動方式で駆動されるメモリ効果のある表示装置において、画面スクロールに伴う表示書き換えの際にスクロール方向に応じて、特定領域を設定する特定領域設定手段と、表示書き換えの際に表示画面中の前記特定領域設定手段によって設定された特定領域のフレームレートをその他の領域よりも自動的に高くする表示駆動手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、メモリ効果のある電子ペーパーを実現するために電気泳動方式や電子粉流体方式などを用いた場合に、ＣＲＴやＬＣＤなどと比較して駆動時間を要してしまうが、表示画面中の全領域を一様に駆動するのではなく、特定の領域のみを繰り返して駆動してフレームレートを高くすることにより、画面スクロールなどに伴って表示書き換えをする際においても特定領域の閲覧性を良くすることが可能となる。また更に、画面スクロールに伴う表示書き換えの際にスクロール方向に応じて特定領域を設定することにより、通常、スクロール方向に操作者が注目するため、操作者が表示画面中で注目している部分を特徴領域として閲覧性を良くすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施形態における表示装置の構成を示すブロック図である。本実施形態における表示装置は、電子ペーパーと呼ばれる薄型ディスプレイとして構成されるもので、例えば電気泳動方式、電子粉流体方式などが用いられている。電子ペーパーは、表示画面の見た目が通常の紙に近く、電気的に書き換え可能であり、一度表示された内容を保持するメモリ効果を有するために電力消費を低減できるという特徴を有している。

電子ペーパーにおける表示駆動方法は、２つの電極間の電位差を利用するもので、透明電極で構成される閲覧側の第１ライン（電極）に対し、他方の第２ライン（電極）の電位がＶＤＤ以上になると黒を表示する。一方、第２ラインに対して閲覧側の第１ラインの電位がＶＤＤ以上になると白を表示する。２つのラインの電位差がＶＤＤ以下であれば表示に変化が無い。本実施形態の表示装置は、白と黒を表示するモノクロディスプレイとして説明する。

本実施形態における表示装置（電子ペーパー）は、図１に示すように、制御ユニット１０及び表示ユニット１２から構成されている。

制御ユニット１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）２１、表示用ＤＲＡＭ２２、ＤＲＡＭ２３、ＦＲＯＭ２４、及びＩＯインタフェース（ＩＯＩ／Ｆ）２５を含んでいる。

ＣＰＵ２０は、ＦＲＯＭ２４に記憶されたプログラムに従い、ＧＰＵ２１を通じて表示ユニット１２における表示を制御する。ＣＰＵ２０は、表示画面の書き換えの際に、表示デバイス３０における特定の表示領域のフレームレートを、その他の表示領域よりも速いフレームレートより表示させることで、特定の領域における閲覧性を良好にする。

ＧＰＵ２１は、表示ユニット１２に対する表示コントローラとして機能するもので、ＣＰＵ２０の制御のもとで表示用ＤＲＡＭ２２を用いて表示画像を生成し、所定のタイミングで表示ユニット１２に制御信号を出力して表示を制御する。ＧＰＵ２１には、表示制御に参照されるレジスタが設けられている。例えばフレームレートを制御するためのレジスタ（Ｌレジスタ２１ａ）、特定領域の範囲の基準となる位置を設定するためのレジスタ（Ｙレジスタ２１ｂ）、特定領域の範囲を示す範囲レジスタ２１ｃ等が必要に応じて使用されて、ＣＰＵ２０により書き換えられる。Ｌレジスタ２１ａには、例えば表示画面全体の書き換えを実行する間に、特定領域に対して書き換えを行う回数を示す値が設定される。また、Ｙレジスタ２１ｂには、特定の領域の範囲の基準となる位置として、例えば、現在のカーソル位置、ポインティングデバイスにより指示された画面上における位置（マウスポインタの位置）などを示す値が設定される。また、範囲レジスタ２１ｃには、Ｙレジスタ２１ｂに設定された値あるいは表示画面の上端または下端を基準とした範囲（コモンライン数）を示す値が設定される。

表示用ＤＲＡＭ２２は、ＧＰＵ２１により表示ユニット１２において表示される表示画像データが記憶される。

ＤＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２０及びＧＰＵ２１の処理においてワークメモリとして用いられる。

ＦＲＯＭ２４は、プログラム（プログラムコード）を記憶するもので、ＣＰＵ２０あるいはＧＰＵ２１により読み出される。

ＩＯインタフェース２５は、入力デバイス２６からの入力を制御するもので、例えばマウス等のポインティングデバイス、カーソルキー、スクロールキーなどの操作による画面表示の切り替えの指示を入力してＣＰＵ２０に通知する。

一方、表示ユニット１２は、表示デバイス３０、コモンドライバ３１、セグメントドライバ３２、及びタイミングジェネレータ（タイミング生成器）３３を含んでいる。表示ユニット１２は、パッシブ駆動で表示デバイス３０を駆動する。

表示デバイス３０は、例えば電気泳動法により着色粒子を電極間で移動させる電気泳動ディスプレイや、電子粉流体を電界により移動させて画像を表示させるディスプレイとして構成されている。

コモンドライバ３１は、タイミングジェネレータ３３からの制御信号に応じて、表示データが印加されるデータライン（コモンライン）を指定する。

セグメントドライバ３２は、タイミングジェネレータ３３からの制御信号に応じて、セグメントラインにより表示データを転送する。

タイミングジェネレータ３３は、ＧＰＵ２１からの制御信号を入力して、コモンドライバ３１とセグメントドライバ３２への制御信号へ変換して所定のタイミングで、コモンドライバ３１及びセグメントドライバ３２のそれぞれに対して出力する。

図２には、表示ユニット１２の詳細な構成例を示している。
図２に示す表示ユニット１２は、説明を簡単化するために、表示デバイス３０（表示エリア４０）を４×４の単純マトリクス方式により駆動される構成例を示している。実際には、表示ユニット１２の解像度を例えばＷＶＧＡとすると８００×４８０のマトリクスとなる。

図２に示すマトリクスの交点（例えばＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点）における、第１ライン（コモンラインＣＤ０〜ＣＤ３）と第２ライン（セグメントラインＳＤ０〜ＳＤ３）に対する印加により電位差を発生させて表示を実現する。

コモンドライバ３１（横軸）は、タイミングジェネレータ３３からの各信号に応じて、走査するコモンラインを１ラインずつ順次選択していく。コモンドライバ３１は、シフトレジスタ４１、トランスペアレントラッチ４２、及びドライバ４３により構成される。

シフトレジスタ４１には、Ｄ＿Ｃからデータが入り、クロックＣＫ＿Ｃにより選択するコモンラインを１ラインずつ進めていくワンホット動作となっている。シフトレジスタ４１の各段からの出力は、ラッチ信号ｎＬ＿Ｃによりトランスペアレントラッチ４２にセットされる。トランスペアレントラッチ４２のラッチ信号ｎＬ＿Ｃは負論理であり、Ｈレベルの時にはデータをラッチし、Ｌレベルの時にはデータを通過させる。

トランスペアレントラッチ４２によりラッチされたデータはドライバ４３に出力される。ドライバ４３には、トランスペアレントラッチ４２からの出力信号と白表示制御信号ＥＷ＿Ｃが入力される。

ドライバ４３は、ＥＷＣ信号がＬレベルの時には、シフトレジスタ４１からドライバ４３への入力がＬレベルであればＶＤＤ／２を出力し、ＨレベルであればＧＮＤを出力する。ＥＷＣ信号がＨの時には、ＶＤＤを出力する。ドライバ４３の出力がＧＮＤの時には、そのコモンラインを選択しているときであり、ＶＤＤ／２の時には非選択、ＶＤＤの時には白描画（全画面白）時である。

一方、セグメントドライバ３４（縦軸）は、表示データに応じた信号を各ラインに出力させるもので、シフトレジスタ４５、トランスペアレントラッチ４６、論理回路４７、ドライバ４８により構成される。

シフトレジスタ４５には、Ｄ＿Ｓから表示データが入り、クロックＣＫ＿Ｓにより１段ずつシフトされる。シフトレジスタ４５の各段からの出力は、ラッチ信号ｎＬ＿Ｓによりトランスペアレントラッチ４６にセットされる。トランスペアレントラッチ４６のラッチ信号ｎＬ＿Ｓは負論理であり、Ｈレベルの時にはデータをラッチし、Ｌレベルの時にはデータを通過させる。

トランスペアレントラッチ４６にラッチされたデータは、ストローブ信号ＥＮ＿Ｓと共に論理回路４７に入力されて論理積が取られる。論理回路４７の出力信号がドライバ４８に入力される。ドライバ４８の出力は、論理回路４７からの入力がＬレベルの時にはＧＮＤ、Ｈレベルの時にはＶＤＤとなる。

本実施形態における表示ユニット１２は、コモンドライバ３１によりコモンラインを順次選択して１フレームを形成する通常駆動により画像を描画する動作の他、特定のコモンラインを選択して駆動する動作を可能としている。本実施形態では、特定範囲のコモンラインに対応する駆動を、その他のコモンラインよりも回数を多くすることで、この特定範囲に相当する表示画面中の特定領域におけるフレームレートを高くすることができる。すなわち、電子ペーパーを実現するためにＣＲＴやＬＣＤ等と比較して描画に時間を要する電気泳動方式や電子粉流体方式を用いたとしても、ユーザが注目している可能性が高い表示画面中の特定領域に限定して画面の書き換えを多くすることで、特定領域において表示された内容の閲覧性を向上させることができる。

以下、図２に示す表示ユニット１２の動作について説明する。
まず、通常のコモンラインを順次選択して駆動する場合について説明する。

各フレームでは、先頭の第１フィールドにて全表示面を白で初期化（描画）して、第２〜第５フィールドにおいて順次コモンライン（ＣＤ３，ＣＤ２，ＣＤ１，ＣＤ０）を駆動する。

第１フィールドにおいて全画面白表示するために、前フレームの最後のフィールド（第５フィールド）にて、セグメント側シフトレジスタ４５によりＬレベルを転送させておき、ラッチ信号ｎＬ＿Ｓによりトランスペアレントラッチ４６にラッチさせる。ラッチされた信号は、第１フィールドにてストローブ信号ＥＮ＿Ｓとの論理積を論理回路４７で取り、その出力がセグメント側のドライバ４８に入力される。ドライバ４８は、入力がＬレベルであるのでＧＮＤを出力する。

第１フィールドにおいて、コモン側では、ドライバ４３に入力される白表示制御信号ＥＷ＿ＣをＨレベルとして、ドライバ４３からＶＤＤを出力させる。

これにより、第１フィールドでは、コモンラインの電位がＶＤＤ，セグメントラインがＧＮＤとなり、ライン間にＶＤＤ以上の電圧が印加（コモン電圧＞セグメント電圧）されるため全面白表示となる。

第２フィールドから第５フィールドまでは４本のコモンライン（ＣＤ３，ＣＤ２，ＣＤ１，ＣＤ０）を順次選択していく。

第１フィールドにて、データＤ＿Ｃ、クロックＣＫ＿Ｃによりコモン側シフトレジスタ４１によりワンホットデータを転送させておく。シフトレジスタ４１からの信号は、第２フィールドの始めにラッチ信号ｎＬ＿Ｃによりトランスペアレントラッチ４２にラッチさせる。以下、同様にして、各フィールドにて、データＤ＿Ｃ、クロックＣＫ＿Ｃによりシフトレジスタ４１にデータを転送させ、ラッチ信号ｎＬ＿Ｃによりトランスペアレントラッチ４２にラッチさせる。

第２フィールドから第５フィールドまでの間は、白表示制御信号ＥＷ＿ＣをＬレベルとする。これにより、トランスペアレントラッチ４２からの出力信号（ＬまたはＨ）に応じて、コモンドライバ４３からＶＤＤ／２（非選択）かＧＮＤ（選択）を出力させる。

ＧＮＤ（選択）を出力させる（黒表示させる）場合には、前のフィールドにおいて該当するコモンラインの選択タイミングに応じて、データＤ＿Ｃ（Ｈレベル）がシフトレジスタ４１に入力される。例えば、コモンラインＣＤ３上のＡ点において黒表示（描画）する場合には、第１フィールドにおいてデータＤ＿Ｃがシフトレジスタ４１ａに入力され、第２フィールドの始めにラッチ信号ｎＬ＿Ｃによりトランスペアレントラッチ４２ａにラッチさせ、トランスペアレントラッチ４２ａからドライバ４３ａに対してＨレベルの信号が出力される。

一方、セグメント側では、データＤ＿Ｓ及びクロックＣＫ＿Ｓによりシフトレジスタ４５にデータ（Ｈレベル）をセットし、ラッチ信号ｎＬ＿Ｓによりトランスペアレントラッチ４６にラッチさせる。ラッチされた信号は、ストローブ信号ＥＮ＿Ｓ（Ｈレベル）と共に論理回路４７により論理積が取られることで、Ｈレベルの信号がドライバ４８に入力される。例えば、セグメントラインＳＤ３上のＡ点において黒表示（描画）する場合には、Ａ点があるコモンラインＣＤ３が選択される第２フィールドの前の第１フィールドにおいてデータＤ＿Ｓによりシフトレジスタ４５ａにデータ（Ｈレベル）がセットされ、ラッチ信号ｎＬ＿Ｓによりトランスペアレントラッチ４６ａにラッチさせる。第２フィールドでは、ストローブ信号ＥＮ＿Ｓとトランスペアレントラッチ４６ａによりラッチされた信号（Ｈレベル）により、ドライバ４８ａからセグメントラインＳＤ３に出力される信号の電位がＶＤＤとなる。

こうして、例えば点Ａでは、コモンラインＣＤ３がＧＮＤ、セグメントラインＳＤ３がＶＤＤとなり、電位差がＶＤＤ以上印加されるので（コモンライン＜セグメントライン）黒が描画される。

次に、特定のコモンラインのみを選択して駆動する場合の動作について説明する。

例えば、フレーム１では、図２の表示エリア４０のＢ点、フレーム２ではＡ点、フレーム３ではＢ点、Ｃ点、Ｄ点を選択的に黒に描画する場合を例にして説明する。

各フレームの最初のフィールドでは通常の駆動時と同じようにして全画面白表示を行う。セグメント側では、ドライバ４８からＧＮＤが出力されるように、シフトレジスタ４５にＬレベルをセットし、トランスペアレントラッチ４６、論理回路４７を介してドライバ４８にＬレベルの信号を入力する。コモン側では、白表示制御信号ＥＷ＿ＣをＨレベルとし、ドライバ４３の出力をＶＤＤとする。これにより、セグメントラインに対してコモンラインの電位がＶＤＤとなるため全画面白表示される。

Ｂ点の黒表示を行う場合、フレーム１の第１フィールドにて、セグメント側のシフトレジスタ４５に、セグメントラインＳＤ３がＶＤＤを出力するように、データＤ＿Ｓ、クロックＣＫ＿Ｓを用いてシフトレジスタ４５ａにデータをセットし、ラッチ信号ｎＬ＿Ｓによりトランスペアレントラッチ４６ａにラッチさせる。第２フィールドでは、ストローブ信号ＥＮ＿Ｓによりトランスペアレントラッチ４６ａからのＶＤＤ出力が、ドライバ４８ａを通じてセグメントラインＳＤ３に出力される。

また、第２フィールドにおいてコモンラインＣＤ１が選択され、ドライバ４３からＧＮＤの信号が出力されるように、第１フィールドでは所定のタイミングでシフトレジスタ４１にクロックＣＫ＿ＣとデータＤ＿Ｃが入力される。トランスペアレントラッチ４２には、ラッチ信号ｎＬ＿ＣをＬレベルとしてシフトレジスタ４１からの信号を通過させた後、Ｈレベルにしてデータをラッチさせる。

第２フィールドでは、トランスペアレントラッチ４２によりラッチされた信号がドライバ４３を通じてコモンラインＣＤ１に出力される。

従って、表示エリア４０のＢ点では、コモンラインＣＤ１が選択されてＧＮＤとなり、セグメントラインＳＤ３がＶＤＤとなるため黒が描画される。

一方、第２フィールドのＡ点ではコモンラインＣＤ３は非選択のため、コモンラインＣＤ３がＶＤＤ／２となり、セグメンラインＳＤ３との電位差がＶＤＤ／２となり表示が変化しない（白表示のまま）。フレーム１では、Ｂ点のみ黒に描画し、２フィールド必要としている。

フレーム２では、前述と同様にしてコモンラインＣＤ３を選択してＧＮＤとし、コモンラインＣＤ３を非選択（ＶＤＤ／２）とすることにより、Ａ点のみを黒描画することができる。この場合、同様に２フィールド必要とする。

フレーム３では、最初の第１フィールドでは前述と同様にして全白描画を実行する。第２フィールドでは、コモンラインＣＤ２を選択し、セグメントラインＳＤ１，ＳＤ２をＶＤＤに制御することによりＣ点、Ｄ点を黒に描画することができる。第３フィールドでは、コモンラインＣＤ１を選択し、セグメントラインＳＤ３をＶＤＤに駆動することでＢ点のみを黒描画することができる。

このように、本実施形態における表示ユニット１２では、１フレーム中でコモンラインを任意に選択して、このコモンライン上の点に対して黒描画することができる。図２を用いて説明したように、１コモンラインを選択する場合には、１フレーム中の先頭フィールドを白描画に用いる他に１フィールド必要とし、２コモンラインを選択する場合には先頭フィールドの他に２フィールドあれば良い。すなわち、各フレームについて全てのコモンラインを選択する必要がなく、特定範囲のコモンラインのみを選択して繰り返して駆動することにより、このコモンラインに該当する特定領域のフレームレートを高くすることができる。

次に、本実施形態における表示装置における表示駆動動作について説明する。以下、ＧＰＵ２１により実行される表示制御について、フローチャートを参照しながら説明する。

以下の説明では、表示ユニット１２の表示デバイス３０（表示エリア４０）は、８００×４８０ドットの解像度（ＷＶＧＡ）を有するものとして説明する。表示デバイス３０は、セグメントライン（ＳＤ０〜ＳＤ７９９）とコモンライン（ＣＤ０〜ＣＤ４７９）による単純マトリクスにより表示駆動がなされる。

（第１実施形態）
第１実施形態における表示装置では、表示画面の書き換えを行う場合に（以下の説明ではスクロール）、表示画面中の特定領域のフレームレートを他の領域よりも高くなるように表示駆動する。特定領域としては、例えば表示画面中に表示されたカーソル（マーカ）の位置を基準とする。

図３には、第１実施形態を説明するための表示装置５０において表示された画面例を示している。図３に示す表示領域５１の左側にはコモンドライバ５２（３０）が配置され、横方向に配設されたコモンラインＣＤ０〜ＣＤ４７９を駆動する。表示領域５１の下側にはセグメントドライバ５３（３２）が配置され、縦方向に配設されたセグメントラインＳＤ０〜ＳＤ７９９を駆動する。図３に示す表示画面は、文字入力中の画面であり、カーソル５５が点滅表示されて文字入力位置を示している。

以下、図４に示すフローチャートを参照しながら第１実施形態の動作について説明する。
例えば入力デバイス２６（キーボード）のスクロールキーが操作されることにより、表示画面のスクロールの実行指示がＩＯインタフェース２５を通じてＣＰＵ２０に入力されたものとする。これに応じて、ＣＰＵ２０は、ＧＰＵ２１に対して画面スクロールの実行を指示する。

ＧＰＵ２１は、スクロールが開始されると、ＣＰＵ２０によりＬレジスタ２１ａに対して設定された値を変数Ｌにセットする（ステップＡ１）。第１実施形態では、変数Ｌとして５がセットされるものとする。すなわち、表示領域５１の全体の書き換えを実行する間に、特定領域に対する書き換えを６回実行することを示している（図４に示すフローチャートの処理では（変数Ｌ＋１）回となる）。また、Ｙレジスタ２１ｂに対して設定されたカーソル５５の位置（コモンライン位置）を示す値を変数Ｙにセットする（ステップＡ２）。図３に示す例では、例えばカーソル５５がコモンラインＣＤ４００上にあるとして、変数Ｙとして「４００」がセットされたものとする。

ＧＰＵ２１は、変数Ｙが示す位置を基準とした特定範囲、例えば上下方向それぞれ３０コモンラインの範囲を駆動範囲として、コモンラインＣＤ３７０〜ＣＤ４３０の６１コモンラインに対応する領域を特定領域とする。

ＧＰＵ２１は、表示ユニット１２（タイミングジェネレータ３３）に対して、フレーム内でコモンラインＣＤ３７０〜ＣＤ４３０に相当する特定領域のみを駆動して、この特定範囲について描画を実行する（ステップＡ３）。

ここで、変数Ｌが０であるかを判定し（ステップＡ４）、０であれば特定領域を６回描画したとし、表示領域５１の全領域（コモンラインＣＤ０〜ＣＤ７９９）を再描画する（ステップＡ６，Ａ７）。

ＧＰＵ２１は、再び変数Ｌを５にセットし（ステップＡ７）、スクロールが終了されたか判定をする（ステップＡ８）。スクロールが終了していなければ、ステップＡ２に戻り前述と同様の処理を実行する。

一方、変数Ｌが０でないと判定とされた場合（ステップＡ４、Ｎｏ）、特定領域に対する描画を６回実行していないものとして、変数Ｌをデクリメントした後に（ステップＡ５）、スクロール終了の判定を行う。スクロールが終了していなければ（ステップＡ８、Ｎｏ）、描画後のカーソル５５の位置を再び変数Ｙにセットする（ステップＡ２）。以下、同様の処理を実行する。

例えば、上スクロールを行っている場合、カーソル５５の位置はコモンラインＣＤ０側（表示領域５１の上側）に移動していく。カーソル５５が表示領域５１から上方に消えた時には変数Ｙの値を０とする。この場合、特定領域の描画をコモンラインＣＤ０〜ＣＤ３０までとする。

同様にして、下スクロールを行っている場合、カーソル５５が表示領域５１から下方に消えた時には変数Ｙの値を４７９とし、特定領域の描画をコモンラインＣＤ４４９〜ＣＤ４７９までとする。

このようにして、第１実施形態の表示装置では、利用者が注目している特定領域の描画周期を速く（フレームレートを高く）することが可能となり、電気泳動方式や電子粉流体方式などの描画速度が充分でないデバイスであっても、表示画面中の特定の領域、例えば文章作成中の本文の入力箇所（カーソル位置）の近傍、言い換えると操作者が注目している領域では自然な描画が行われ、使用者が違和感無く閲覧可能となる。また、表示ユニット１２における表示デバイス３０に対する駆動は、単純マトリクス駆動にて制御を可能としているため安価に構成することができる。

なお、視覚上、特定領域（カーソル近傍）の描画書き換え速度は、８回／秒以上にすることが望ましい。また、特定領域を再描画するフレームでは、フレームの最初のフィールドで全領域を白描画してもよいし、特定領域のみを、つまり再描画する部分のみを白描画してもよい。本例ではモノクロ表示する表示装置を対象としているが、カラー表示装置でも同様に制御が可能である。

（第２実施形態）
第１の実施例では、フレームレートを高くする特定領域をカーソル位置を基準として設定しているが、第２実施形態ではカーソル表示がない閲覧を主とするアプリケーションなどで画面表示する場合に対応できるようにする。

以下、図５に示すフローチャートを参照しながら第２実施形態の動作について説明する。

例えば入力デバイス２６（キーボード）のスクロールキーが操作されることにより、表示画面のスクロールの実行指示がＩＯインタフェース２５を通じてＣＰＵ２０に入力されたものとする。これに応じて、ＣＰＵ２０は、ＧＰＵ２１に対して画面スクロールの実行を指示する。

ＧＰＵ２１は、スクロールが開始されると、ＣＰＵ２０によりＬレジスタ２１ａに対して設定された値を変数Ｌにセットする（ステップＢ１）。第２実施形態では、特定領域と全体領域の描画周期比率を制御する変数Ｌとして５がセットされるものとする。すなわち、特定領域と全体領域の書き換えを６：１の割合で実行することを示している（図５に示すフローチャートの処理では（変数Ｌ＋１）回となる）。

ここで、ＧＰＵ２１は、スクロール方向が上方向（上スクロール）である場合（ステップＢ２、上方向）、表示領域５１の上端近傍の所定範囲、例えばコモンラインＣＤ０〜ＣＤ５０に対応する範囲を特定領域として描画する（ステップＢ３）。なお、特定領域に該当するコモンライン数を示す値（ここでは「５１」）は、予め範囲レジスタ２１ｃに設定されているものとする。

一方、スクロール方向が下方向（下スクロール）である場合（ステップＢ２、下方向）、表示領域５１の下端近傍の所定範囲、例えばコモンラインＣＤ４２９〜ＣＤ４７９に対応する範囲を特定領域として描画する（ステップＢ４）。

なお、上スクロールと下スクロールの場合において、特定領域に該当するコモンライン数を同数としているが異なっていても良い。

以下、ステップＢ５〜Ｂ９の処理については、第１実施形態において説明したステップＡ４〜Ａ８と同様の処理を実行するものとして説明を省略する。第２実施形態では、変数Ｌに５を初期値としてセットしているので、表示領域５１の全体の書き換えを１回実行する間に、特定領域に対する再描画を６回実行する。

第２実施形態では、第１実施形態と同様にして特定領域のフレームレートを高くすることができるので、表示領域５１中の注目している特定領域の再描画を速くすることが可能となり、電子ペーパーのような描画速度が充分でない表示装置においても、違和感のない自然なスクロール描画が可能となる。通常、上スクロールをしている場合には、表示領域５１の上部が注目され、下スクロールをしている場合には下部が注目されている。

第２実施形態の表示装置では、カーソル等のユーザ操作により位置が指定されるポインタに頼ることなく実現しているため、カーソル表示をしない、例えば閲覧を主とするアプリケーションに有用である。

なお、前述した説明では、上スクロールであれば表示領域５１の上端部、下スクロールであれば表示領域５１の下端部から所定範囲（５１コモンライン分）を特定領域としているが、例えば端部を含まない所定範囲を特定領域として、他の領域よりも速い周期で再描画するようにしても良い。この場合、特定領域は、表示領域５１に固定的に設定しても良いし、上下のスクロール方向やスクロール速度などに応じて位置を変動させても良い。

また、前述した説明では、上下方向のスクロールについて説明しているが、左右方向のスクロールを行う場合に適用することも可能である。この場合、前述したコモンドライバ３１によるコモンラインに対する駆動制御と同様にして、セグメントドライバ３２がセグメントラインに対する駆動制御を行うことにより実現することができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、スクロールする場合に表示領域５１に表示されたカーソル５５も移動するものとして説明しているが、第３実施形態ではスクロールにおいても表示位置が移動しないマウスポインタ５７（マーカ）を基準として特定領域を設定する。

図６には、第３実施形態を説明するための表示装置５０において表示された画面例を示している。
表示領域５１には、文書作成用の画面が表示されており、マウスポインタ５７もユーザ操作により指示された位置において表示されている。マウスポインタ５７は、画面のスクロールにおいても移動することはない。

以下、図７に示すフローチャートを参照しながら第３実施形態の動作について説明する。なお、第３実施形態は、第１実施形態において説明した図４に示すフローチャートとほぼ同様の処理を実行するので異なる部分について説明する。

第１実施形態では、ステップＡ２において変数Ｙとしてカーソルの位置（コモンライン位置）を示す値をセットしているが、第３実施形態では、ステップＣ２において、マウスポインタ５７の位置（コモンライン位置）を示す値を変数Ｌにセットする。マウスポインタ５７の位置は、表示領域５１のスクロールに伴う描画（ステップＣ３，Ｃ６）を実行しても、表示領域５１における位置が変更されないため常に同じ値がセットされることになる。

従って、表示領域５１においてマウスポインタ５７を任意に移動させることにより、このマウスポインタ５７の位置を基準とした特定領域についてフレームレートを上げて閲覧性を良くすることができる。また、第１及び第２実施形態と同様にして、画面をスクロールする場合においても、マウスポインタ５７の位置を基準とした任意に指定される特定領域の閲覧性を良くすることができる。例えば、表示領域５１の上部において閲覧性を良くしたい場合には、上部にマウスポインタ５７を移動させておけば、上スクロールあるいは下スクロールに関係無く、マウスポインタ５７の位置によって設定される特定領域の閲覧性を良くすることができる。

このようにして、第３実施形態の表示装置では、表示領域５１においてマウスポインタ５７を用いて任意に指定される特定領域のフレームレートを高くすることが可能となり、その特定領域を操作者が簡単に指定できるようなっている。

なお、前述した説明では、表示領域５１におけるマウスポインタ５７の位置を基準として特定領域を設定しているが、例えば入力デバイス２６（マウス等のポインティングデバイス）の操作によってマウスポインタ５７により、表示領域５１中の特定領域とする領域の位置、例えば矩形を示す対角の２点を指定することで、この任意に指定された領域を特定領域として設定できるようにしても良い。

この場合、例えば、ＣＰＵ２０は、入力デバイス２６（マウス）の操作によって特定領域の位置の指定を入力し、この入力された位置をＦＲＯＭ２４またはＤＲＡＭ２３に記憶しておく。そして、ＧＰＵ２１のレジスタに特定領域の範囲を示す値を書き込むことにより、任意に指定された特定領域についてフレームレートを高くするように駆動させる。
これにより操作者が所望する任意の領域について閲覧性を良くすることが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、表示領域５１に表示される情報を判別し、この判別された情報に基づいて特定領域を設定してフレームレートを高くして描画するように構成する。以下の説明では、表示領域５１に表示される情報の情報量が多い範囲を判別して特定領域として設定する場合について説明する。

図８には、第４実施形態を説明するための表示装置５０において表示された画面例を示している。
表示領域５１には、文書作成用の画面が表示されている。図８中右側には、後述するコモンライン毎に算出される情報量を示すヒストグラム６０を示している。

以下、図９に示すフローチャートを参照しながら第４実施形態の動作について説明する。
ＧＰＵ２１は、ＣＰＵ２０によりＬレジスタ２１ａに対して設定された値を変数Ｌにセットする（ステップＤ１）。第４実施形態では、特定領域と全体領域の描画周期比率を制御する変数Ｌとして２がセットされるものとする。すなわち、特定領域と全体領域の書き換えを２：１の割合で実行することを示している（図５に示すフローチャートの処理では（変数Ｌ＋１）回となる）。

次に、ＧＰＵ２１は、特定領域とする領域を判別するための領域抽出処理を実行する（ステップＤ２）。特徴抽出処理の詳細については後述する（ステップＤ２）。

なお、第４実施形態の以降の処理については、第１実施形態において説明した図４に示すフローチャートのステップＡ３以降とほぼ同様の処理を実行するので異なる部分について説明する。

第４実施形態では、ステップＤ１において変数Ｌとして２がセットしているため、特定領域と全体領域の描画周期比率は３：１となる。再描画の必要性が無くなるまで３：１の比率にて再描画、すなわち表示領域５１の全体の書き換えを１回実行する間に、特定領域に対する再描画を３回実行する（ステップＤ４〜Ｄ８）。

領域抽出処理では、例えば情報量が多い領域を自動検出して、この領域を特定領域として設定する。特定領域として設定された範囲については、他の領域よりもフレームレートを高くして描画を行うことで閲覧性を良好にする。例えば、文章作成用の画面（文字）が表示されている場合、文字数が多い範囲が特定領域として設定される。画面スクロールする場合、特定領域として設定された範囲に表示された文字が閲覧性が良好な状態で追従移動していく。

次に、ステップＤ２における領域抽出処理について、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。

ここでは、表示領域５１に表示された情報の情報量が多い範囲を特定領域として設定する場合について説明する。情報量の多さは、空間周波数の高さにより判別する。空間周波数の高さの判別方法は、隣接するドットの変移量の総和ヒストグラムをコモンライン毎に計算することによって行う。

表示ユニット１２の表示デバイス３０は、縦（コモンライン数）４８０、横（セグメントライン数）８００にて構成されている。ＧＰＵ２１は、表示用ＤＲＡＭ２２に記憶された画像データをもとに、表示デバイス３０のコモンライン上において描画する隣接ドットの差分値を足し込んでいく。

まず、ＧＰＵ２１は、コモンラインの位置を示す変数値ｎを初期化して０とする（ステップＥ１）。また、コモンライン上のピクセルの隣接差分の総和を示すＳ［ｎ］を初期化する。

ＧＰＵ２１は、注目するコモンライン（ｎライン）について、セグメントライン数分（０〜７９９回）、順次、ピクセル値Ｐ（ｘ，ｙ）を取得して隣接差分をとってＳ［ｎ］に加算していく（ステップＥ２）。本実施形態では、表示される画像を２値のモノクロとし、白ピクセルは１、黒ピクセルは０として差分を取る。なお、ｘはセグメントラインの位置であり、ｙはコモンラインの位置を示す。セグメントライン数分の隣接差分を加算することで、Ｓ［ｎ］には、注目しているコモンラインのｎライン上の隣接差分の総和が代入される。

次に、ＧＰＵ２１は、ｎの値をインクリメントして、注目するコモンラインを次のライン変更する（ステップＥ３）。

以上の処理をｎの値が４８０となるまで、すなわち全てのコモンラインのそれぞれについて実行する（ステップＥ４）。

図８の右側に示すヒストグラム６０は、各コモンラインについて算出されたＳ［ｎ］のヒストグラム値６１を示している。

全てのコモンラインについて、それぞれの隣接差分の総和を求めると、ＧＰＵ２１は、特定領域とするウィンドウサイズでの隣接差分総和ＳＷ［ｎ］の計算を実行する（ステップＥ５）。ここでは、ウィンドウサイズを注目するコモンラインの上下３０ラインを含む範囲とすると、６１ライン分の範囲が１つのウィンドウ（特定領域）となる。ここでｎは中心となるコモンラインを示し、その上下３０ラインの隣接差分の総和Ｓ［ｎ］を足し込む。この計算を、コモンライン分、つまり０〜４７９までｎを変えてＳＷ［ｎ］を求める。

次に、各コモンラインを中心としたウィンドウ毎に算出したＳＷ［ｎ］から最大値（ＭＡＸ（ＳＷ［ｎ］））を求める（ステップＥ６）。この結果、例えば図８に示す表示例では、ｎ＝４００を中心としたウィンドウ、すなわちコモンラインＣＤ４００の上下３０ライン分のＣＤ３７０〜ＣＤ４３０までの範囲が抽出されて特定領域として設定される。

こうして、領域抽出処理によって情報量の多い範囲を抽出して特定領域を設定することが可能となる。

なお、コモンライン毎の情報量が多い領域を特定領域としているが、領域内の文字数により情報量の多さを判定するようにしても良い。

また、前述した説明では情報量が多い領域を特定領域としているが、表示画面に表示される他の情報を判別して特定領域を設定するようにしても良い。例えば、表示対象となっている情報に予め付加されている情報重要度情報を判別し、この情報重要度判別情報が付加された情報が表示される位置（範囲）を特定領域として設定する。

また、表示対象となっている情報の内容、例えばテキストであるか、あるいは画像であるかなどを判別し、この情報内容に応じて特定領域を判別する。例えば、画像が表示される領域についてはフレームレートをテキストのみが表示される領域よりも高くすることで、スクロールなどがされる場合でも画像に対する視認性（閲覧性）が良くなるようにする。

前述した情報判別は例えばＣＰＵ２０によって実行し、ＣＰＵ２０からＧＰＵ２１に対して該当する範囲（位置）を指示することにより、表示ユニット１２に対して判別された情報に応じて設定された特定領域を
このようにして、表示内容の重要度を判別して特定領域を設定することにより、重要な情報については閲覧性を向上させて表示させることが可能となる。

本発明の実施の形態における表示装置の構成を示すブロック図。 表示ユニット１２の詳細な構成を示す図。 第１実施形態を説明するための表示装置５０において表示された画面例を示す図。 第１実施形態の動作について説明するためのフローチャート。 第２実施形態の動作について説明するためのフローチャート。 第３実施形態を説明するための表示装置５０において表示された画面例を示す図。 第３実施形態の動作について説明するためのフローチャート。 第４実施形態を説明するための表示装置５０において表示された画面例を示す図。 第４実施形態の動作について説明するためのフローチャート。 第４実施形態における領域抽出処理について説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０…制御ユニット、１２…表示ユニット、２０…ＣＰＵ、２１…ＧＰＵ、２２…表示用ＤＲＡＭ、２３…ＤＲＡＭ、２４…ＦＲＯＭ、２５…ＩＯＩ／Ｆ、２６…入力デバイス、３０…表示デバイス、３１…コモンドライバ、３２……セグメントドライバ、３３…タイミングジェネレータ、４０…表示エリア、４１…シフトレジスタ、４２…トランスペアレントラッチ、４３…ドライバ、４５…シフトレジスタ、４６…トランスペアレントラッチ、４７…論理回路、４８…ドライバ、５５…カーソル、５７…マウスポインタ。

Claims (1)

1. 単純マトリクス駆動方式で駆動されるメモリ効果のある表示装置において、
   画面スクロールに伴う表示書き換えの際にスクロール方向に応じて、特定領域を設定する特定領域設定手段と、
   表示書き換えの際に表示画面中の前記特定領域設定手段によって設定された特定領域のフレームレートをその他の領域よりも自動的に高くする表示駆動手段と、
   を備えることを特徴とする表示装置。

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