JP5691707B2 - 制御装置、表示装置、電子機器および駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置の駆動に関する。

電気光学素子を用いた表示装置が知られている。例えば特許文献１は、電気泳動素子を用いた電子ペーパーにおいて、面積階調により多階調表示を行う技術を開示している。

特開２００６−２４３４７８号公報

特許文献１の技術によれば、面積階調により表示を行った場合に、高画質化しようとすると消費電力が多くなってしまうときがあった。
これに対し本発明は、画質と消費電力のバランスを調整する技術を提供する。

本発明は、複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素を有する電気光学装置を制御するための信号を前記電気光学装置に出力する出力手段と、メモリーに記憶されているデータに応じた電圧を前記複数のデータ線に印加させるための信号を出力するように前記出力手段を制御し、前記複数の画素のすべてを書き替える場合に前記信号により書き込まれる画像と、前記複数の画素の一部を書き替える場合に前記信号により書き込まれる画像とにおいて、前記データ線の延在方向における階調変化の空間周波数が異なる制御手段とを有する制御装置を提供する。
この制御装置によれば、画面の全部を書き替えるときと一部のみを書き替えるときとで、画質と消費電力のバランスを切り替えることができる。

好ましい態様において、この制御装置は、前記メモリーに記憶されているデータにより示される、前記複数の画素の各々における階調値に対して減色処理をし、第１動作モードおよび第２動作モードを含む複数の動作モードのいずれかに従って動作し、前記第１動作モードにおける前記減色処理により得られる画像が、前記第２動作モードにおける前記減色処理により得られる画像よりも、前記空間周波数が高い減色処理手段を有してもよい。
この制御装置によれば、画面の全部を書き替えるときと一部のみを書き替えるときとで、減色処理により生成される画質と消費電力のバランスを切り替えることができる。

別の好ましい態様において、この制御装置は、第１ディザマトリクスおよび前記データ線の延在方向の階調変化の空間周波数が前記第１ディザマトリクスよりも低い第２ディザマトリクスを記憶した第１記憶手段を有し、前記減色処理手段は、前記第１動作モードにおいては前記第１ディザマトリクスを用い、前記第２動作モードにおいては前記第２ディザマトリクスを用いて前記減色処理を行ってもよい。
この制御装置によれば、画面の全部を書き替えるときと一部のみを書き替えるときとで、ディザマトリクスを用いた減色処理により生成される画質と消費電力のバランスを切り替えることができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素のすべてを書き替える場合、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作し、前記複数の画素の一部を書き替える場合、前記減色処理手段は前記第１動作モードで動作してもよい。
この制御装置によれば、画像の一部を高画質高消費電力で書き替え、画像の全部を低画質低消費電力で書き替えることができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素が前記複数の画素に占める割合がしきい値以下であるときは、前記減色処理手段は前記第１動作モードで動作してもよい。
この制御装置によれば、画面に占める割合がしきい値以下の一部を高画質高消費電力で書き替え、画像の全部を低画質低消費電力で書き替えることができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素の書き替え頻度がしきい値よりも高いときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作してもよい。
この制御装置によれば、画像の一部であり更新頻度が高い部分を低画質高消費電力で書き替え、画像の全部を高画質低消費電力で書き替えることができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素に対応するデータ線の数がしきい値以上であるときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作してもよい。
この制御装置によれば、画像の一部を常に第１動作モードで書き替える場合と比較して、ピーク消費電力を低減することができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素に対応するデータ線の数と前記一部の画素に対応する走査線の数との比がしきい値以上であるときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作してもよい。
この制御装置によれば、画像の一部を常に第１動作モードで書き替える場合と比較して、ピーク消費電力を低減することができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素を書き替える際の消費電力のピーク値の推定値がしきい値以上であるときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作してもよい。
この制御装置によれば、画像の一部を常に第１動作モードで書き替える場合と比較して、ピーク消費電力を低減することができる。

さらに別の好ましい態様において、前記複数の画素の階調は、当該画素へ電圧を複数回印加する書き込み動作により変更され、前記電気光学装置に新たに表示する画像を表す画像データを記憶する第２記憶手段を有し、進行中の前記書き込み動作によって前記電気光学装置に表示される予定の画像を示す予定画像データを記憶する第３記憶手段を有し、前記制御手段は、前記第２記憶手段に記憶されている前記画像データと、前記第３記憶手段に記憶されている予定画像データとの比較結果を用いて、前記複数の画素において階調を変更する画素を判断し、前記制御手段は、前記階調を変更する画素と判断された画素が前記書き込み動作中ではない場合には、前記画像データの定める階調となるように当該画素に対して前記書き込み動作を開始するための前記信号を出力するように前記出力手段を制御し、前記階調を変更する画素と判断された画素が前記書き込み動作中である場合には、進行中の書き込み動作が終了した後、前記画像データの定める階調となるように当該画素に対して前記書き込み動作を開始するための前記信号を出力するように前記出力手段を制御してもよい。
この制御装置によれば、上記の構成を有さない場合と比較して、ユーザーの体感的な表示速度を向上させることができる。

また、本発明は、上記いずれかの制御装置と、前記電気光学装置とを有する表示装置を提供する。
この表示装置によれば、画面の全部を書き替えるときと一部のみを書き替えるときとで、画質と消費電力のバランスを切り替えることができる。

さらに、本発明は、上記の表示装置を有する電子機器を提供する。
この電子機器によれば、画面の全部を書き替えるときと一部のみを書き替えるときとで、画質と消費電力のバランスを切り替えることができる。

さらに、本発明は、複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、メモリーに記憶されているデータに応じた電圧を前記複数のデータ線に印加するステップを有し、前記複数の画素のすべてを書き替える場合に前記電圧により書き込まれる画像と、前記複数の画素の一部を書き替える場合に前記電圧により書き込まれる画像とにおいて、前記データ線の延在方向における階調変化の空間周波数が異なることを特徴とする駆動方法を提供する。
この駆動方法によれば、画面の全部を書き替えるときと一部のみを書き替えるときとで、画質と消費電力のバランスを切り替えることができる。

一実施形態に係る電子機器１０００の外観を示した図。 電子機器１０００のハードウェア構成を示すブロック図。 表示部１の断面構造を示す模式図。 表示部１の回路の構成を示す図。 画素１３の等価回路を示す図。 コントローラー２の機能構成を示す図。 電子機器１０００の動作を示すフローチャート。 パターンディザ法を説明する図。 低省電力型のディザマトリクスを例示する図。 第１動作モードにおいて書き込まれる画像を例示する図。 走査線１１およびデータ線１２に供給される信号を例示する図。 第２動作モードにおいて書き込まれる画像を例示する図。 走査線１１およびデータ線１２に供給される信号を例示する図。 コントローラー２の機能構成を示すブロック図。 コントローラー２による表示部１の駆動処理を示すフローチャート。 メモリーに記憶されているデータを例示する図。 ２値化データ記憶領域５３の書き替えが行われた状態を例示する図。 記憶領域Ｂ１１のデータが書き替えられた状態を例示する図。 記憶領域Ｂ１２のデータが書き替えられた状態を例示する図。 すべての画素についてデータが書き替えられた状態を例示する図。 図２０の状態から１フレームの電圧印加後の状態を例示する図。 書込データ記憶領域のデータの書き替えが終了した状態を例示する図。 ２回目のステップＳ２３の処理が行われた直後の状態を示した図。 ２値化データ記憶領域５３のデータが書き替えられた状態を例示する図。 すべての画素についてデータの書き替えが終了した状態を例示する図。 図２５の状態からステップＳ２３の処理が行われた状態を例示する図。 所定回数の電圧の印加が終了した状態を例示する図。 すべての画素についてデータの書き替えが完了した状態を例示する図。 図２８の状態から画素の書き替えが行われた状態を例示する図。 図２９の状態から処理が１フレーム進んだ状態を例示する図。 図３０の状態から処理が進められた状態を例示する図。 変形例３に係る低消費電力型ディザマトリクスを例示する図。

１．構成
図１は、一実施形態に係る電子機器１０００の外観を示した図である。電子機器１０００は、画像を表示する表示装置を有する。この例で、電子機器１０００は、電子書籍（文書の一例）を閲覧するための装置、いわゆる電子ブックリーダーである。電子書籍は複数ページの画像を含むデータである。電子機器１０００は、電子書籍をある単位（例えば１ページずつ）で表示部１に表示する。電子書籍に含まれる複数ページのうち、表示の対象となる一のページを、「選択ページ」という。選択ページは、ユーザーによるボタン９Ａ〜９Ｆの操作に応じて変更される。すなわち、ユーザーは、ボタン９Ａ〜９Ｆの操作により、電子書籍のページをめくること（ページ送りまたはページ戻し）ができる。

図２は、電子機器１０００のハードウェア構成を示すブロック図である。電子機器１０００は、表示部１と、コントローラー２と、制御部３と、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５と、記憶部８と、操作部９と、バスＢＵＳとを有する。表示部１は、画像を表示する表示素子を含むディスプレイパネルを有する。この例で、表示素子は、電圧の印加等によりエネルギーを与えなくても表示を保持するメモリー性の表示素子として、電気泳動粒子を用いた表示素子を有する。この表示素子により、表示部１は、モノクロ複数階調（この例では白黒２階調）の像を表示する。コントローラー２は、表示部１を制御する。制御部３は、電子機器１０００の各部を制御する装置、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭを有するマイクロコンピュータである。ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして、ＲＯＭまたは記憶部８に記憶されたプログラムを実行する。ＶＲＡＭ４は、表示部１に表示させる画像を示す画像データを記憶するメモリーである。ＲＡＭ５は、データを記憶するメモリーであり、この例では特に、書込データを記憶する書込データ記憶領域５１、予定画像データを記憶する予定画像データ記憶領域５２、および２値化後の画像データを記憶する２値化データ記憶領域５３とを有する。書込データおよび予定画像データの詳細は後述する。記憶部８は、電子書籍のデータ（書籍データ）を記憶する不揮発性のメモリーである。記憶部８は、複数の電子書籍のデータを記憶することができる。操作部９は、ユーザーの指示を入力するための入力装置であり、例えば、タッチスクリーン、キーパッド、またはボタンを含む。図１に示したボタン９Ａ〜９Ｆは、操作部９の具体例の一つである。バスＢＵＳは、構成要素間でデータまたは信号を伝送する伝送路である。

図３は、表示部１の断面構造を示す模式図である。表示部１は、第１基板１００と、電気泳動層１１０と、第２基板１２０とを有する。第１基板１００および第２基板１２０は、電気泳動層１１０を挟持するための基板である。

第１基板１００は、基板１０１と、接着層１０２と、回路層１０３とを有する。基板１０１は、絶縁性及び可撓性を有する材料、例えばポリカーボネートで形成されている。基板１０１は、軽量性、可撓性、弾性及び絶縁性を有するものであれば、ポリカーボネート以外の樹脂材料により形成されてもよい。別の例で、基板１０１は、可撓性を有しないガラスにより形成されていてもよい。接着層１０２は、基板１０１と回路層１０３とを接着する層である。回路層１０３は、電気泳動層１１０を駆動するための回路を有する層である。回路層１０３は、画素電極１０４を有する。

電気泳動層１１０は、バインダー１１２と、マイクロカプセル１１１とを有する。マイクロカプセル１１１は、バインダー１１２によって固定されている。バインダー１１２としては、マイクロカプセル１１１との親和性が良好で電極との密着性が優れ、かつ絶縁性を有する材料が用いられる。マイクロカプセル１１１は、内部に分散媒および電気泳動粒子が格納されたカプセルである。マイクロカプセル１１１は、柔軟性を有する材料、例えばアラビアゴム・ゼラチン系の化合物またはウレタン系の化合物等が用いられる。なお、マイクロカプセル１１１と画素電極１０４との間には、接着剤により形成された接着層が設けられてもよい。

分散媒は、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）、またはカルボン酸塩である。別の例で、分散媒は、その他の油類であってもよい。また、分散媒は、これらの物質が混合されたものでもよい。さらに別の例で、分散媒には、界面活性剤などが配合されてもよい。

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（高分子またはコロイド）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１１１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を含む粒子であり、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を含む粒子であり、本実施形態では負に帯電されている。

第２基板１２０は、フィルム１２１と、透明電極１２２とを有する。フィルム１２１は、電気泳動層１１０の封止および保護をするものである。フィルム１２１は、透明で絶縁性を有する材料、例えばポリエチレンテレフタレートにより形成される。透明電極１２２は、透明で導電性を有する材料、例えば酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide、ＩＴＯ）により形成される。

図４は、表示部１の回路の構成を示す図である。表示部１は、ｍ本の走査線１１と、ｎ本のデータ線１２と、ｍ×ｎ個の画素１３と、走査線駆動回路１５と、データ線駆動回路１６とを有する。ｍ×ｎ個の画素１３により、表示領域１４が形成される。走査線駆動回路１５およびデータ線駆動回路１６は、コントローラー２により制御される。走査線１１は、行方向（ｘ方向）に沿って配置されており、走査信号を伝達する。走査信号は、ｍ本の走査線１１の中から一の走査線１１を順次排他的に選択する信号である。データ線１２は、列方向（ｙ方向）に沿って配置されており（延在しており）、データ信号を伝達する。データ信号は、各画素の階調に応じた信号である。走査線１１とデータ線１２とは絶縁されている。画素１３は、走査線１１およびデータ線１２の交差に対応して設けられており、データ信号に応じた階調を示す。なお、複数の走査線１１のうち一の走査線１１を他と区別する必要があるときは、第１行、第２行、・・・、第ｍ行の走査線１１という。データ線１２についても同様である。

図５は画素１３の等価回路を示す図である。画素１３は、トランジスター１３４と、保持容量１３５と、画素電極１０４と、電気泳動層１１０と、透明電極１２２とを有する。トランジスター１３４は、画素電極１０４へのデータの書き込みを制御するスイッチング素子、例えばｎチャネルのＴＦＴ（Thin Film Transistor）である。トランジスター１３４のゲート、ソース、およびドレインはそれぞれ、走査線１１、データ線１２、および画素電極１０４に接続されている。Ｌ（Low）レベルの走査信号（被選択信号）がゲートに入力されているとき、トランジスター１３４のソースとドレインは絶縁する。Ｈ（High）レベルの走査信号（選択信号）がゲートに入力されると、トランジスター１３４のソースとドレインは導通し、画素電極１０４にデータ電圧（データ信号が示す電圧）が書き込まれる。また、トランジスター１３４のドレインには保持容量１３５も接続されている。保持容量１３５は、データ電圧に応じた電荷を保持する。画素電極１０４は、画素１３に一つずつ設けられており、透明電極１２２と対向している。透明電極１２２は、すべての画素１３に共通であり、電位Ｖｃｏｍが与えられる。画素電極１０４と透明電極１２２との間には電気泳動層１１０が挟まれている。電気泳動層１１０には、画素電極１０４と透明電極１２２との電位差に相当する電圧が印加される。マイクロカプセル１１１において、電気泳動層１１０に印加されている電圧に応じて電気泳動粒子が移動し、階調表現をする。透明電極１２２の電位Ｖｃｏｍに対して画素電極１０４の電位が正（例えば＋１５Ｖ）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１０４側に移動し、正に帯電している黒の電気泳動粒子が透明電極１２２側に移動する。このとき第２基板１２０側から表示部１を見ると、画素が黒に見える。透明電極１２２の電位Ｖｃｏｍに対して画素電極１０４の電位が負（例えば−１５Ｖ）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１０４側に移動し、負に帯電している白の電気泳動粒子が透明電極１２２側に移動する。このとき、画素が白に見える。

なお、以下の説明においては、走査線駆動回路１５が第１行の走査線を選択してから第ｍ行の走査線の選択が終了するまでの期間を「フレーム期間」または単に「フレーム」という。各走査線１１は、１フレームに一回づつ選択され、各画素１３には１フレームに一回づつデータ信号が供給される。

図６は、コントローラー２の機能構成を示す図である。コントローラー２は、出力部２５１と、制御部２５２と、減色処理部２５３と、記憶部２５４とを有する。出力部２５１は、表示部１（電気光学装置）を制御するための信号を表示部１に（より具体的には、走査線駆動回路１５およびデータ線駆動回路１６に）出力する。制御部２５２は、ＶＲＡＭ４に記憶されているデータに応じた電圧をデータ線１２に印加させるための信号を出力するように出力部２５１を制御する。ここでは、ｍ行ｎ列の画素１３のうち一部の画素１３が書き込み動作の対象となる場合にこの信号により書き込まれる画像が、ｍ行ｎ列の画素１３のすべてが書き込み動作の対象となる場合にこの信号により書き込まれる画像よりも、データ線１２の延在方向における階調変化の空間周波数が高い。減色処理部２５３は、ＶＲＡＭ４に記憶されているデータにより示される、ｍ行ｎ列の画素１３の各々における階調値に対して減色処理をする。第１条件が満たされたときの減色処理により得られる画像は、第２条件が満たされたときの減色処理により得られる画像よりも、データ線１２の延在方向における空間周波数が高い。記憶部２５４は、ベイヤー型ディザマトリクス（第１ディザマトリクスの一例）および縦型ディザマトリクス（第２ディザマトリクスの一例）を記憶している。減色処理部２５３は、第１条件が満たされたときは第１ディザマトリクスを用い、第２条件が満たされたときは第２ディザマトリクスを用いて減色処理を行う。これらの機能は、ハードウェアにより実現される。別の例で、コントローラー２がプロセッサを有し、プログラムを実行することによりこれらの機能を実現してもよい。

２．動作
図７は、電子機器１０００の動作を示すフローチャートである。図７のフローは、例えば、ある電子書籍を表示する指示をユーザーが電子機器１０００に入力したことを契機として開始される。ステップＳ１００において、制御部３は、表示される電子書籍を特定する。また、制御部３は、この電子書籍に含まれる複数のページの中から、一のページを選択ページとして選択する。表示される電子書籍および選択ページは、例えばユーザーの指示に応じて特定される。

ステップＳ１１０において、制御部３は、対象となる電子書籍の書籍データから、選択ページのデータを取得する。制御部３は、取得したデータから、ｍ行ｎ列の画素１３の各々における階調値を示すラスターデータを生成する。制御部３は、生成したラスターデータをＶＲＡＭ４に書き込む。ＶＲＡＭ４にデータを書き込むと、制御部３は、コントローラー２に対して画像書き替えの指示をする。制御部３からの指示を受けると、コントローラー２は、画像の書き替えを行う。書き替え動作の詳細は後述する。

ステップＳ１２０において、コントローラー２は、画像書き替えの指示があったか判断する。画像書き替えの指示は、制御部３から出力される。制御部３は、ユーザーの指示に応じて、例えば、ユーザーがページ送りのボタン９を押下して選択ページを変更する指示を入力すると、ＶＲＡＭ４を書き替えた後、画像書き替えの指示を出力する。画像書き替えの指示があった場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、コントローラー２は、処理をステップＳ１３０に移行する。画像書き替えの指示がなかった場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、コントローラー２は、画像書き替えの指示があるまで待機する。

ステップＳ１３０において、コントローラー２は、書き替え指示が、第１条件および第２条件を含む複数の条件のうちどの条件を満たしているか判断する。この例では、第１条件として、ｍ行ｎ列の画素１３のうち、一部分の画素１３が書き込み動作の対象となるという条件（すなわち、書き込み動作の対象とならない画素１３が存在する）が、第２条件として、すべての画素１３が書き込み動作の対象となるという条件が用いられる。ここで、「一部分の画素１３」とは、ｘ座標およびｙ座標が連続している一群の画素１３（すなわち、表示領域１４より小さい四角形で囲まれる単一の領域に属する画素１３）をいう。「書き込み動作の対象となる」とは、対応する走査線１１が選択され、対応するデータ線１２にデータ信号が供給されることをいう。「書き込み動作の対象とならない」とは、対応する走査線１１が選択されないか、または対応するデータ線１２にデータ信号が供給されないことをいう。この例で、ＲＡＭ５は、１フレーム前の画像を記憶するための旧画像記憶領域５４を有する。コントローラー２は、旧画像記憶領域５４のデータと、２値化データ記憶領域５３のデータを比較し、第１条件が満たされているか判断する。第１条件が満たされたと判断した場合（ステップＳ１３０：Ａ）、コントローラー２は、処理をステップＳ１４０に移行する。第２条件が満たされたと判断した場合（ステップＳ１３０：Ｂ）、コントローラー２は、処理をステップＳ１５０に移行する。

この例で、コントローラー２は、第１動作モードおよび第２動作モードを含む複数の動作モードのうち、いずれか一の動作モードに従って減色処理を行う。「減色処理」とは、ｐ階調のデータをｑ階調のデータに変換する処理（ｐ＞ｑ）をいう。この例で、コントローラー２は、減色処理の一例として、ディザマトリクス（ディザパターンまたはディザテーブルともいう）を用いてデータを２値化する、パターンディザ法を用いた２値化処理を行う。

図８は、パターンディザ法を説明する図である。ここでは、０から１５の１６階調の元データを、０から１の２階調のデータに変換する例を説明する。簡単のため、画像データが４行４列の画素により構成され、ディザマトリクスが４行４列のマトリクスである例を用いる。図８（Ａ）は、元データを例示する図である。この例で、元データにおいて、第１列〜第４列の階調値は、それぞれ、「０」、「５」、「１０」、および「１５」である。図８（Ｂ）は、ディザマトリクスを例示する図である。図８（Ｂ）は、いわゆるベイヤー（Bayer）型のディザマトリクスを示している。ディザマトリクスにおいて、基本的には、階調値に相当する数値（０〜１５の１６個の数値。以下「ディザ値」という）が、ある規則に従って配置されている。なお、図８（Ｂ）の例では、ディザ値「０」は使用されておらず、１〜１５の１５個の数値が用いられている。このため、中間階調に相当するディザ値「８」がディザマトリクスにおいて２回登場している。

ディザマトリクスを用いた２値化処理は以下のように行われる。まず、元データの階調値と、ディザマトリクスのディザ値とが加算される。加算は、対応する画素およびセルについて行われる。例えば、元データにおける第ｉ行第ｊ列の画素の階調値と、ディザマトリクスにおける第ｉ行第ｊ列のセルのディザ値とが加算される。図８（Ｃ）は、両者が加算された状態を示している。次に、この加算値に対し、しきい値を基準として２値化が行われる。しきい値としては、階調数に応じた数値、この例では「１６」が用いられる。すなわち、加算値が１６未満である画素の階調値は「０」に変換され、加算値が１６以上である画素の階調値は「１」に変換される。図８（Ｄ）は、２値化後の状態を示している。なお、ディザマトリクスにおいてディザ値「０」が用いられていない理由は、階調値「１５」の画素については、加算値が必ずしきい値以上となるようにするためである。仮に、階調値「１５」の画素にディザ値「０」が加算された場合を考えると、加算値は「１５」でありしきい値以上とならず、最大階調値を有する画素の階調が「０」に変換される可能性が生じてしまう。このような事態を避けるため、ディザ値「０」は用いられていない。

図８では、説明を簡単にするため、元データの画素数とディザマトリクスのセル数が同じである例を用いて説明した。しかし、両者は異なっていてもよい。例えば、８００行４８０列の画素からなる画像を、１６行１６列のセルからなるディザマトリクスを用いて２値化する場合、元データの画像は１６行１６列のブロックに区分され、各ブロックにおいて上述の処理が行われる。

本実施形態において、コントローラー２は、第１ディザマトリクスおよび第２ディザマトリクスを含む複数のディザマトリクスを内部メモリーに記憶している。コントローラー２は、第１動作モードにおいては第１ディザマトリクスを、第２動作モードにおいては第２ディザマトリクスを用いて２値化処理を行う。この例では、第１ディザマトリクスとしてベイヤー型のディザマトリクスが、第２ディザマトリクスとして縦型のディザマトリクスが用いられる。縦型のディザマトリクスは、低消費電力型のディザマトリクスの一例である。ここで、「低消費電力型のディザマトリクス」とは、第１ディザマトリクスと比較して、データ線１２の延在方向に相当する方向（図中列方向すなわち縦方向）の階調値の変化の空間周波数が低いディザマトリクスをいう。

図９は、低省電力型のディザマトリクスを例示する図である。図９（Ａ）はベイヤー型のディザマトリクスを、図９（Ｂ）は低消費電力型のディザマトリクスを示している。図９（Ｃ）は、すべての画素の階調値が「８」（中間階調値）であるデータを図９（Ａ）のディザマトリクスを用いて２値化処理した処理後の画像を、図９（Ｄ）は同じデータを図９（Ｂ）のディザマトリクスを用いて２値化処理した処理後の画像を、それぞれ示している。図９（Ｃ）と図９（Ｄ）とを比較するとわかるように、低消費電力型のディザマトリクスを用いて２値化処理した画像の方が、列方向の階調変化の空間周波数が低い。すなわち、低消費電力型のディザマトリクスを用いて２値化処理した画像の方が、列方向に同じ階調値が連続しているしている割合が高い。

再び図７を参照する。ステップＳ１４０において、コントローラー２は、第１動作モードで２値化処理（減色処理）を行う。コントローラー２は、２値化した画像データを、ＲＡＭ５の２値化データ記憶領域５３に書き込む。ステップＳ１６０において、コントローラー２は、画素１３に対する書き込み動作を行う。

図１０は、第１動作モードにおいて書き込まれる画像を例示する図である。図１０（Ａ）は書き替え前の画像を、図１０（Ｂ）は書き替え後の画像を示している。説明を簡単にするため、５行４列の画素のみを示している。第１動作モードにおいては空間周波数の高いディザマトリクスを用いて２値化処理が行われるので、書き替え前後で階調値が異なる場合において、ある列に着目したときに階調変化の頻度が高くなるときがある。図１０は最も分かりやすい例を示している。この例では、５行４列のすべての画素の階調が変更され、かつ、変更後の階調は、列方向において白と黒が１画素ずつ交互に出現している。

図１１は、図１０の例において走査線１１およびデータ線１２に供給される信号を例示する図である。あるフレームにおいて、第１行から第５行の走査線１１が順次排他的に選択される。列方向（縦方向）に隣接する画素の階調が１画素ずつ変化しているので、データ線１２に供給される信号は、１水平期間ごとに３０Ｖの振幅で電圧が変化する信号である。データ線１２は寄生容量を有しているので、このように高い周波数で電圧が変化すると、低周波数で電圧が変化する場合と比較してより高い電力を消費する。

再び図７を参照する。ステップＳ１５０において、コントローラー２は、第２動作モードで２値化処理（減色処理）を行う。コントローラー２は、２値化した画像データを、ＲＡＭ５の２値化データ記憶領域５３に書き込む。ステップＳ１６０において、コントローラー２は、画素１３に対する書き込み動作を行う。

図１２は、第２動作モードにおいて書き込まれる画像を例示する図である。図１２（Ａ）は書き替え前の画像を、図１２（Ｂ）は書き替え後の画像を示している。第２動作モードにおいては、第１動作モードよりも空間周波数の低いディザマトリクスを用いて２値化処理が行われるので、書き替え前後で階調値が異なる画素の割合は第１動作モードよりも小さい。また、書き替え前後で階調値が異なる場合において、ある列に着目したときの階調変化の頻度は、第１動作モードよりも低い。

図１３は、図１２の例において走査線１１およびデータ線１２に供給される信号を例示する図である。例えば第１列の画素１３についてみると、第１行、第４行および第５行は階調が変更されず、第２行および第３行は、黒から白へ階調が変更される。この間、第１列のデータ線１２に供給される信号の電圧は、２回しか変化しておらず、振幅は１５Ｖである。図１１の第１動作モードの例（第１列のデータ線１２に供給される信号の電圧が６回変化しており、その振幅が３０Ｖである）と比較して、消費電力が低いのは明らかである。

次に、ステップＳ１１０およびＳ１６０等における画像の書き込み動作の詳細を説明する。電子機器１０００において、白（低濃度または低階調）から黒（高濃度または高階調）または黒から白への、画素の表示状態は、複数フレームに渡る電圧の印加（電荷の蓄積）により変化する。すなわち、１フレームだけの電圧の印加では、画素は所望の表示状態にはならない。

図１４は、コントローラー２の機能構成を示すブロック図である。コントローラー２は、書き替え判断部２０１と、書込状態判断部２０２と、書込制御部２０３と、データ更新部２０４と、予定画像更新部２０５とを有する。これらの機能は、ハードウェアにより実現される。別の例で、コントローラー２にプロセッサーを設け、このプロセッサーがプログラムを実行することにより各ブロックが実現されてもよい。コントローラー２は、図６で説明した機能に加えて、これらの機能を有している。

書き替え判断部２０１は、２値化データ記憶領域５３に記憶されている画像データと、予定画像データ記憶領域５２に記憶されている画像データとを比較し、両者が異なるか否か判断する。書込状態判断部２０２は、書込データ記憶領域５１に記憶されているデータを参照し、画素を黒から白または白から黒へ変化させるための書き替え動作が進行中か否か判断する。書込データ記憶領域５１は、各画素について黒から白へ表示状態を変更する動作が進行中であるか否かを示すデータ（第１書込データ）を記憶する白書込データ記憶領域５１Ａと、各画素について白から黒へ表示状態を変更する動作が進行中であるか否かを示すデータ（第２書込データ）を記憶する黒書込データ記憶領域５１Ｂとを有する。

書込制御部２０３は、所望の画素の画素電極１０４に対してデータ信号が供給されるように走査線駆動回路１５とデータ線駆動回路１６を制御する。データ更新部２０４は、白書込データ記憶領域５１Ａと黒書込データ記憶領域５１Ｂにデータを書き込む。予定画像更新部２０５は、予定画像データ記憶領域５２に記憶されている画像データを２値化データ記憶領域５３に記憶されている画像データで上書きする。

図１５は、コントローラー２による表示部１の駆動処理を示すフローチャートである。以下において、表示部１における第ｉ行第ｊ列の画素を、画素Ｐｉｊという。２値化データ記憶領域５３において、画素Ｐｉｊの階調を示すデータを記憶する領域を、記憶領域Ａｉｊという。この例で、記憶領域Ａｉｊに記憶されるデータは、０（黒）または７（白）の２値である。予定画像データ記憶領域５２において、画素Ｐｉｊの予定画像データを記憶する領域を、記憶領域Ｂｉｊという。予定画像データとは、進行中の書き込み処理が終了したときの表示部１の状態を示すデータをいう。この例で、記憶領域Ｂｉｊに記憶されるデータは、０（黒）または７（白）の２値である。書込データ記憶領域５１は、白書込データ記憶領域５１Ａおよび黒書込データ記憶領域５１Ｂとを有する。白書込データ記憶領域５１Ａは、第１書込データとして階調を黒から白に書き替える画素における残り電圧印加回数を記憶する。黒書込データ記憶領域５１Ｂは、第２書込データとして階調を白から黒に書き替える画素における残り電圧印加回数を記憶する。白書込データ記憶領域５１Ａにおいて、画素Ｐｉｊの残り電圧印加回数を示すデータを記憶する領域を、記憶領域Ｃｉｊという。黒書込データ記憶領域５１Ｂにおいて、画素Ｐｉｊの残り電圧印加回数を示すデータを記憶する領域を、記憶領域Ｄｉｊという。

ステップＳ１１およびＳ１２において、書込状態判断部２０２は、変数ｉおよびｊの値を初期化する。この例では、変数ｉおよびｊは、ｉ＝１およびｊ＝１に初期化される。ステップＳ１３において、書込状態判断部２０２は、変数ｉおよびｊで特定される画素Ｐｉｊを選択する。例えば、変数ｉの値が１であり、変数ｊの値が１である場合、画素Ｐ１１が選択される。

ステップＳ１４において、書込状態判断部２０２は、記憶領域Ｃｉｊに記憶されている第１書込データと、記憶領域Ｄｉｊに記憶されている第２書込データの両方が０であるか判断する。すなわち、書込状態判断部２０２は、画素Ｐｉｊについて書き込み処理が継続中ではないか判断する。画素Ｐｉｊについて第１書込データと第２書込データの両方が０である場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、書込状態判断部２０２は、処理をステップＳ１６に移行する。画素Ｐｉｊについて第１書込データおよび第２書込データの一方が０でない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、書込状態判断部２０２は、処理をステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において、データ更新部２０４は、第１書込データおよび第２書込データのうち、値が０以外のデータから１を減算する。なお、第１書込データおよび第２書込データのうち、値が０のデータについては、データ更新部２０４は、１を減算しない。ステップＳ１９において、データ更新部２０４は、変数ｊの値がデータ線の本数ｎと同じであるか否か判断する。変数ｊの値がｎでない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、データ更新部２０４は、変数ｊの値に１を加える（ステップＳ２０）。変数ｊの値に１を加えると、データ更新部２０４は、処理をステップＳ１３に移行する。変数ｊの値がｎである場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、データ更新部２０４は、処理をステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１において、データ更新部２０４は、変数ｉの値が走査線の本数ｍと同じであるか判断する。変数ｉの値がｍでない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、データ更新部２０４は、変数ｉの値に１を加える（ステップＳ２２）。変数ｉの値に１を加えると、データ更新部２０４は、処理をステップＳ１２へ移行する。変数ｉの値がｍである場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、データ更新部２０４は、処理をステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３において、書込制御部２０３は、走査線駆動回路１５とデータ線駆動回路１６とを制御して画素駆動回路を駆動する。

ステップＳ１６（判断工程）において、書き替え判断部２０１は、記憶領域Ａｉｊに記憶されているデータと、記憶領域Ｂｉｊに記憶されているデータとが同じであるか判断する。これらのデータが異なっている場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、書き替え判断部２０１は、処理をステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７（データ更新工程）において、データ更新部２０４は、画素Ｐｉｊの階調を記憶領域Ａｉｊの階調に変更するまでに必要な画素への電圧の印加回数を書込データ記憶領域５１に書き込む。ステップＳ１８において、予定画像更新部２０５は、記憶領域Ｂｉｊの内容を記憶領域Ａｉｊに記憶されている内容で上書きする。

図１６は、メモリーに記憶されているデータを例示する図である。ここでは、表示部１の一部である４行４列の画素Ｐ１１〜Ｐ４４を例として説明する。この例では、画素の階調は０〜７の８段階で表される。階調７は白に、階調０は黒にそれぞれ対応している。図面を見やすくするため画素に数値が記載されているが、この数字が表示されているわけではない。図１６の例では、画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、およびＰ２２は黒であり、それ以外の画素は白である。書き込みが進行中の画素はなく、すべての画素について書き込みは完了した状態である。

図１７は、２値化データ記憶領域５３の書き替えが行われた状態を例示する図である。この例では、画素Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４が黒であり、それ以外の画素は白である。２値化データ記憶領域５３の書き替え、すなわち、２値化データ記憶領域５３へのデータの書き込み（データ書き込み工程）は、制御部３により行われる。いま、図１７の状態でステップＳ１３において画素Ｐ１１が選択された場合を例として説明する。この場合、記憶領域Ｃ１１およびＤ１１に記憶されているデータは共に０なので、ステップＳ１４における判断結果はＹＥＳである。次に、記憶領域Ａ１１のデータと記憶領域Ｂ１１のデータとは同じでないので、ステップＳ１６における判断結果はＮＯである。ステップＳ１７において、記憶領域Ｃ１１に、記憶領域Ｂ１１のデータが書き込まれる。ステップＳ１８において、記憶領域Ｂ１１に記憶領域Ａ１１のデータが書き込まれる。

図１８は、記憶領域Ｂ１１のデータが書き替えられた状態を例示する図である。次に、対象となる画素が画素Ｐ１２に更新される。記憶領域Ｃ１２およびＤ１２に記憶されているデータは共に０なので、ステップＳ１４における判断結果はＹＥＳである。次に、記憶領域Ａ１２のデータと記憶領域Ｂ１２のデータとは同じでないので、ステップＳ１６における判断結果はＮＯである。ステップＳ１７において、記憶領域Ｃ１２に、電圧印加回数（この例では７回）を示すデータが書き込まれる。ステップＳ１８において、記憶領域Ｂ１２に記憶領域Ａ１２のデータが書き込まれる。

図１９は、記憶領域Ｂ１２のデータが書き替えられた状態を例示する図である。同様にして処理が画素Ｐ４４まで進むと、予定画像データ記憶領域５２に記憶されているデータは２値化データ記憶領域５３に記憶されているデータと同じになる。

図２０は、すべての画素についてデータが書き替えられた状態を例示する図である。黒から白に階調を書き替える画素については、記憶領域Ｃｉｊ（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、およびＣ２２）に記憶されているデータが「７」になっている。白から黒に階調を書き替える画素については、記憶領域Ｄｉｊ（Ｄ３３、Ｄ３４、Ｄ４３、およびＤ４４）に記憶されているデータが「７」になっている。記憶領域ＣｉｊおよびＤｉｊにおいて、それ以外の画素についてのデータは「０」になっている。

データの書き替えが終わると、書込制御部２０３は表示部１を駆動する。第ｉ行の走査線が選択されたときに、記憶領域Ｃｉｊのデータが０以外である画素については、透明電極１２２の電位Ｖｃｏｍを基準として画素電極１０４の電位が低くなる電圧を印加させる制御を、書込制御部２０３が行う。記憶領域Ｄｉｊのデータが０以外である画素については、透明電極１２２の電位Ｖｃｏｍを基準として画素電極１０４の電位（以下、透明電極１２２の電位Ｖｃｏｍを基準とした、画素電極１０４と透明電極１２２と電位差を単に「画素の電圧」という）が高くなる電圧を印加させる制御を、書込制御部２０３が行う。例えば、画素Ｐ１１については、記憶領域Ｃ１１に記憶されているデータが０ではない。したがって、第１行の走査線が選択されたとき、第１列のデータ線には画素の電圧を−１５Ｖとする電圧が印加される。別の例で、画素Ｐ３３については、記憶領域Ｄ３３に記憶されているデータが０ではない。したがって、第３行の走査線が選択されたとき、第３列のデータ線には画素の電圧を＋１５Ｖとする電圧が印加される。さらに、記憶領域Ｃｉｊのデータも記憶領域Ｄｉｊのデータも０である画素Ｐｉｊに対しては、画素の電圧を０Ｖとする電圧が第ｊ行のデータ線に印加される。

図２１は、図２０の状態から１フレームの電圧印加後の状態を例示する図である。表示部１の画素において、荷電粒子が移動したことにより階調が変化している。この例では、画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、およびＰ２２が黒から１フレームの電圧印加分明るい階調になり、画素Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４が白から１フレームの電圧印加分暗い階調になっている。

１フレームの電圧印加が修了すると、コントローラー２における処理は、再びステップＳ１１から繰り返される。図２１の状態でステップＳ１３において画素Ｐ１１が選択された場合、記憶領域Ｃ１１に記憶されているデータは０ではないので、ステップＳ１４における判断結果はＮＯである。ステップＳ１５において、記憶領域Ｃ１１に記憶されているデータ（０ではないデータ）から１が減算され、記憶領域Ｃ１１のデータは６になる。同様にして、すべての画素について記憶領域のデータが書き替えられる。

図２２は、すべての画素について書込データ記憶領域のデータの書き替えが終了した状態を例示する図である。図２１の状態と比較すると、記憶領域Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、およびＣ２２のデータ、並びに記憶領域Ｄ３３、Ｄ３４、Ｄ４３、およびＤ４４のデータが６になっている点が異なっている。

図２３は、図２２に示した状態から２回目のステップＳ２３の処理が行われた直後の状態を示した図である。図２２の状態と比較すると、記憶領域Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、およびＣ２２のデータ、並びに記憶領域Ｄ３３、Ｄ３４、Ｄ４３、およびＤ４４のデータが５になっている点が異なっている。さらに、表示部１における画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、およびＰ２２の階調が３になっており、画素Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４の階調が４になっている点が図２２の状態と異なっている。ここで、図２３の状態のとき（２回目のステップＳ２３の処理が行われた直後）に２値化データ記憶領域５３のデータが書き替えられた場合の動作を考える。

図２４は、２値化データ記憶領域５３のデータが書き替えられた状態を例示する図である。この例では、第１行および第４行の画素がすべて白に、第２行および第３行の画素がすべて黒である。この状態で、コントローラー２は、ステップＳ１１からの処理を実行する。例えば、ステップＳ１３において画素Ｐ２１が選択された場合、ステップＳ１４における判断結果はＮＯである。ステップＳ１５において、記憶領域Ｃ２１のデータは１が減算されて４になる。別の例で、ステップＳ１３において画素Ｐ２３が選択された場合、ステップＳ１４における判断結果はＹＥＳである。さらに、ステップＳ１６における判断結果葉ＮＯである。したがって、処理はステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、記憶領域Ｄ２３のデータとして７が書き込まれる。ステップＳ１８において、記憶領域Ｂ２３のデータとして、記憶領域Ａ２３のデータが書き込まれる。このように、２値化データ記憶領域５３のデータが書き替えられても、書き込み動作が進行中の画素（図２４の例では、画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４）については、進行中の書き込み動作（書き替えられる前の２値化データ記憶領域５３のデータに基づく画素の書き込み動作）がそのまま進められる。一方、書き込み動作が進行中でない画素（画素Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ４１、およびＰ４２）については、書き替えられた２値化データ記憶領域５３のデータに基づく画素の書き込み動作が行われる。

図２５は、図２４の状態からすべての画素についてデータの書き替えが終了した状態を例示する図である。図２４の状態と比較すると、記憶領域Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ３１、およびＢ３２のデータが０に書き替えられている点が異なっている。また、記憶領域Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｄ３３、Ｄ３４、Ｄ４３、およびＤ４４のデータが４に書き替えられている点が異なっている。さらに、記憶領域Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ３１、およびＤ３２のデータが７に書き替えられている点が異なっている。

図２６は、図２５の状態からステップＳ２３の処理が行われた状態を例示する図である。２値化データ記憶領域５３のデータの書き替え前から既に書き込み動作が進行中であった画素（画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４）については、書き替え後の２値化データ記憶領域５３のデータによらず、従前の書き込み動作が継続される。２値化データ記憶領域５３のデータの書き替え後に書き替えが必要になった画素のうち、２値化データ記憶領域５３のデータの書き替え前には書き込み動作が行われていなかった画素（画素Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ３１、およびＰ３２）については、書き替え後の２値化データ記憶領域５３のデータに基づく画素の書き替えが開始される。

図２７は、図２６からさらに書き込み動作が進められ、２値化データ記憶領域５３のデータの書き替え前から既に書き込み動作が進行中であった画素（画素Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４）について、所定回数の電圧の印加が終了した状態を例示する図である。この状態では、書込データ記憶領域５１においては、記憶領域Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ３１、およびＤ３２のデータは３であり、これ以外の記憶領域のデータは０である。表示部１において、画素Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ３１、およびＰ３２の階調は２である。画素Ｐ３３、Ｐ３４、Ｐ４３、およびＰ４４の階調は０である。それ以外の画素の階調は７である。この状態で、ステップＳ１３において画素Ｐ２１が選択された場合を例として考える。この場合、ステップＳ１４における判断結果はＹＥＳである。さらに、ステップＳ１６における判断結果はＮＯである。ステップＳ１７において、記憶領域Ｄ２１のデータとして７が書き込まれる。ステップＳ１８において、記憶領域Ｂ２１に記憶領域Ａ２１のデータと同じ０がデータとして書き込まれる。

図２８は、すべての画素についてデータの書き替えが完了した状態を例示する図である。図２７と比較すると、記憶領域Ｂ２１およびＢ２２の値が７になっており、記憶領域Ｂ４３およびＢ４４のデータが０になっている点が異なっている。また、記憶領域Ｃ４３、Ｃ４４、Ｄ２１、およびＤ２２のデータが７になっている点が異なっている。さらに、記憶領域Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ３１、およびＤ３２のデータが２になっている点が異なっている。

図２９は、図２８の状態から画素の書き替えが行われた状態を例示する図である。図２８の状態と比較すると、画素Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ３１、およびＰ３２の階調が１になっている点が異なっている。また、画素Ｐ２１およびＰ２２の階調が６になっており、画素Ｐ４３およびＰ４４の階調が１になっている点が異なっている。

図３０は、図２９の状態から処理が１フレーム進んだ状態を例示する図である。図２９の状態と比較すると、画素Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ３１、およびＰ３２の階調が０になっている点が異なっている。また、画素Ｐ２１およびＰ２２の階調が５になっており、画素Ｐ４３およびＰ４４の階調が２になっている点が異なっている。さらに、記憶領域Ｃ４３、Ｃ４４、Ｄ２１、およびＤ２２のデータが６になっている点が異なっている。さらに、記憶領域Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ３１、およびＤ３２のデータが１になっている点が異なっている。

図３１は、図３０の状態から処理が進められた状態を例示する図である。この状態では、２値化データ記憶領域５３のデータと表示部１の階調とが一致している。また、書込データ記憶領域に記憶されているデータはすべて０であり、すべての画素について書き込み処理が終了していることが示されている。

まとめると、表示書き込み動作において、表示部１は、複数の画素を有し、画素へ電圧を複数回印加する書き込み動作により画素の階調が変更される。この表示書き込み動作は、表示部１に新たに表示する画像を表す画像データと、進行中の書き込み動作によって表示部１に表示される予定の画像を示す予定画像データとを比較し、複数の画素において階調を変更する画素を判断するステップ（ステップＳ１６）と、階調を変更する画素と判断された画素が書き込み動作中ではない場合には、画像データの定める階調となるようにその画素に対して書き込み動作を開始し、判断工程において階調を変更する画素と判断された画素が書き込み動作中である場合には、進行中の書き込み動作が終了した後、画像データの定める階調となるようにその画素に対して書き込み動作を開始するステップ（ステップＳ２３）とを有する。

本実施形態によれば、先に書き替えが開始された領域と新たに書き替えを行う領域とが部分的に重なった場合でも、新たに書き替えを開始する時に書き替えが進行中でなかった部分については、書き替えが直ぐに開始される。したがって、ユーザーには表示速度が早く感じられる。また、本実施形態によれば、単一のフレーム内において、正電圧が印加される画素と負電圧が印加される画素を共存させることができる（このように、単一のフレームで正電圧と負電圧の両方を選択できる駆動を、「両極駆動」という）。

以上で説明したように、本実施形態によれば、画面の一部分が書き替えられるときは第１動作モード（相対的に高画質・高消費電力）が、画像の全部が書き替えられるときは第２動作モード（相対的に低画質・低消費電力）が用いられる。第１動作モードのみ、単一の動作モードが用いられる場合と比較して、より低消費電力で、面積階調による表示を行うことができる。ウインドウの内部など、更新頻度が高い部分はユーザーの注目度が高い部分であることが多い。このようにユーザーの注目度が高い部分について、より高画質で書き替えをすることができる。

３．他の実施形態
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち、２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

３−１．変形例１
画像の書き込み動作は図１５のフローで説明したものに限定されない。変形例１において、ＲＡＭ５は、書き替え前の画像データを記憶する記憶領域と、書き替え後の画像データを記憶する記憶領域とを有する。これらのデータは、いずれも２値化処理されたものである。コントローラー２は、これらのデータを画素１３毎に対比し、白から黒に書き替える画素１３に対応するデータ線１２に＋１５Ｖの電圧を印加し、黒から白に書き替える画素１３に対応するデータ線１２に−１５Ｖの電圧を印加するように、データ線駆動回路１６を制御する。変形例１の書き込み動作は、図１５のフローと異なり、書き込み動作の途中でＶＲＡＭ４のデータが書き替えられた場合（例えば、図２４のような場合）には、７回の電圧印加が完了するまで従前の書き込み動作が継続される。従前の書き込み動作が完全に終了した後で、書き替えられたＶＲＡＭ４のデータに基づく書き込み動作が新たに開始される。この例によれば、書込データ記憶領域５１が不要であるので、図１５のフローと比較するとメモリーの使用量およびメモリーへのアクセスが低減される。しかし、図１５のフローと比較すると書き替えにかかる時間が長くなる。

３−２．変形例２
図３２は、変形例３に係る低消費電力型ディザマトリクスを例示する図である。第２動作モードで用いられるディザマトリクスは、実施形態で説明したものに限定されない。図９（Ｂ）では、同じ階調の画素１３が縦方向（列方向、データ線１２の延在方向）に連続しやすい傾向の、いわゆる縦型のディザマトリクスを例示した。縦型のディザマトリクスに代わり、図３２に示すディザマトリクスが用いられてもよい。図３２（Ａ）、（Ｃ）、および（Ｅ）は、いわゆる渦巻き型のディザマトリクスを示している。図３２（Ｂ）、（Ｄ）、および（Ｆ）は、図３２（Ａ）、（Ｃ）、および（Ｅ）のディザマトリクスを用いて、全ての画素１３の階調が中間階調である画像を２値化処理した例を示している。渦巻き型のディザマトリクスは、ベイヤー型のディザマトリクスと比較して、白と黒（２階調の場合）の境界線が少なくなる傾向を有している。渦巻き型のディザマトリクスを用いて２値化処理された画像は、縦型のディザマトリクスを用いて２値化処理された画像と比較すると、白黒の境界が少なくなる傾向にある。このため、にじみによる残像（中間階調のずれ）と輪郭残像が少なくなる。例えば動画を表示する際には、縦型のディザマトリクスを用いる場合よりも視認性を向上させることができる。なお、渦巻き型のディザマトリクスは、縦型のディザマトリクスよりも縦方向の空間周波数は高いが、ベイヤー型のディザマトリクスよりも縦方向の空間周波数は低い。したがって、消費電力の観点では、ベイヤー型のディザマトリクスよりも有利である点に変わりはない。また、別の例で、縦型または渦巻き型以外のディザマトリクスが第２動作モードにおいて用いられてもよい。第１動作モードで用いられるディザマトリクスよりも縦方向の空間周波数が低いものであれば、どのようなディザマトリクスが用いられてもよい。

３−３．変形例３
第１条件および第２条件は実施形態で説明したものに限定されない。第１条件として、表示領域の一部分のみが書き込み動作の対象となり、かつ、その一部分が表示領域に対して占める面積の割合がしきい値以下であるという条件が用いられてもよい。すなわち、ｍ行ｎ列の画素１３の一部を書き替える場合において、この一部の画素１３がｍ行ｎ列の画素に占める割合がしきい値以下であるときは、第１動作モードに従った減色処理が行われてもよい。

３−４．変形例４
第２条件として、表示領域の一部分のみが書き込み動作の対象となり、かつ、その一部分の書き替え頻度がしきい値よりも高いという条件が用いられてもよい。この例によれば、例えば表示領域の一部を占めるウインドウ内に動画が表示される場合に、第１動作モードで２値化したデータを用いるよりも低消費電力で動画を表示することができる。

３−５．変形例５
第２条件として、表示領域の一部分のみが書き込み動作の対象となり、かつ、その一部分の幅（横方向の長さ）がしきい値以上であるという条件が用いられてもよい。すなわち、ｍ行ｎ列の画素１３の一部を書き替える場合において、この一部の画素１３に対応するデータ線１２の数がしきい値以上であるときは、第２動作モードに従った減色処理が行われてもよい。例えば、同じ面積の領域を書き替える場合でも、縦長の領域（書き込み動作の対象となるデータ線１２の数が少ない）と横長の領域（書き込み動作の対象となるデータ線１２の数が多い）とでは、１本の走査線１１が選択されているときの消費電力、すなわちピーク消費電力が異なると考えられる。具体的には、横長の領域の方が縦長の領域よりもピーク消費電力が多いと考えられる。したがって、横長の領域に対して第２動作モードに従った２値化処理を適用することにより、ピーク消費電力を抑制することができる。

３−６．変形例６
第２条件として、表示領域の一部分のみが書き込み動作の対象となり、かつ、その一部分のアスペクト比（幅／高さ）がしきい値以上であるという条件が用いられてもよい。すなわち、ｍ行ｎ列の画素１３の一部を書き替える場合において、この一部の画素１３に対応するデータ線１２の数とこの一部の画素に対応する走査線１１の数との比がしきい値以上であるときは、第２動作モードに従って減色処理が行われてもよい。この例によっても、変形例５と同様に、ピーク消費電力を抑制することができる。

３−７．変形例７
第２条件として、表示領域の一部分のみが書き込み動作の対象となり、かつ、その一部分の領域の書き込み動作時におけるピーク消費電力の推定値がしきい値以上であるという条件が用いられてもよい。すなわち、ｍ行ｎ列の画素１３の一部を書き替える場合において、この一部の画素１３を書き替える際の消費電力のピーク値の推定値がしきい値以上であるときは、第２動作モードに従って減色処理が行われてもよい。この例によっても、変形例５および６と同様に、ピーク省電力を抑制することができる。なお、ピーク消費電力の推定値は、例えば以下のように算出される。コントローラー２は、旧画像記憶領域５４のデータと２値化データ記憶領域５３のデータとを対比し、１本の走査線１１あたり（１行あたり）の書き替え画素の最大値を、ピーク消費電力の推定値として算出する。別の例で、コントローラー２は、この一部分の領域における、階調が変更される画素１３の割合を、ピーク消費電力の推定値として算出してもよい。

３−８．変形例８
表示領域のうち一部分が書き替えられたか全部が書き替えられたかの判断は、コントローラー２以外の装置、例えば制御部３により行われてもよい。この場合、制御部３が、表示領域のうち一部分のみが書き替えられたことを示す信号を、コントローラー２に出力してもよい。この信号は、この一部分の領域を特定するパラメーター（例えば、四角形の左上頂点および右下頂点の座標）を示す。コントローラー２は、この信号に基づいて、複数の条件のうちどの条件が満たされたか判断する。

３−９．変形例９
用いられる条件の数は２つに限定されない。３つ以上の条件に応じて、３つ以上の動作モードが切り替えられてもよい。例えば、縦方向の空間周波数が大きいものから順に、第１ディザマトリクス、第２ディザマトリクス、第３ディザマトリクスの３つのディザマトリクスをそれぞれ用いる、第１動作モード、第２動作モード、第３動作モードに従って２値化処理が行われてもよい。この場合、例えば、書き替えが行われる領域の大きさ（面積）に応じて２つのしきい値ｔｈ１およびｔｈ２が設定される（ｔｈ１＞ｔｈ２）。領域の面積Ｓについて、第１条件はＳ＜ｔｈ２という条件であり、第２条件はｔｈ２＜Ｓ＜ｔｈ１という条件であり、第３条件はｔｈ１＜Ｓという条件である。

３−１０．変形例１０
操作部９の構成は実施形態で説明したものに限定されない。操作部９は、表示部１においてスタイラスペンで触れられた位置の情報を取得する位置入力装置を有していてもよい。電子機器１０００は、この位置入力装置で得た位置情報によりスタイラスペンの位置や移動軌跡を取得し、取得した位置や移動軌跡に応じて電子機器１０００の各部を制御してもよい。

３−１１．他の変形例
電子機器１０００は、電子ブックリーダーに限定されない。電子機器１０００は、パーソナルコンピューター、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、または携帯ゲーム機であってもよい。これらの電子機器において、図６に示される機能は、制御部３がプログラムを実行することにより実現されてもよい。このプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク（ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＦＤ（Flexible Disk））など）、光記録媒体（光ディスク（ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk））など）、光磁気記録媒体、半導体メモリーなどのコンピューター読取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供されてもよい。別の例で、このプログラムは、通信回線を介して電子機器１０００にダウンロードされてもよい。こうして取得されたプログラムは、電子機器１０００にインストールされて使用される。また、実施形態においてコントローラー２の機能として説明されたものの一部または全部を、制御部３が有していてもよい。

画素の等価回路は、実施形態で説明されたものに限定されない。画素電極１０４と透明電極１２２との間に制御された電圧を印加できる構成であれば、スイッチング素子および容量素子はどのように組み合わせられてもよい。また、この画素を駆動する方法は、実施形態で説明した両極駆動に限定されない。単一のフレームにおいては単一の極性の電圧が画素に印加される、片極駆動が行われてもよい。

画素の構造は、実施形態で説明したものに限定されない。例えば、荷電粒子の極性は実施形態で説明したものに限定されない。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てもよい。この場合は、画素に印加する電圧の極性は実施形態で説明したものと逆になる。また、表示素子は、マイクロカプセルを用いた電気泳動方式の表示素子に限定されない。液晶素子または有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子など、他の表示素子が用いられてもよい。実施形態において、表示部１はモノクロ２階調表示の機能を有していたが、モノクロ３階調以上またはカラー表示の機能を有していてもよい。別の例で、表示部１はパッシブマトリクス方式によるものであってもよい。

図６に示した電子機器１０００機能の一部、または、図７等のフローチャートで説明した処理の一部は、省略されてもよい。また、減色処理はパターンディザ法に限定されない。誤差拡散法等、パターンディザ法以外の処理が用いられてもよい。要は、表示部１に書き込まれる画像の、データ線１２の延在方向の空間周波数が異なる処理が切り替えて用いられるものであればよい。

表示部１に表示される画像は、電子書籍の画像に限定されない。表示部１に表示される画像は、論文、報告書、資料、図表、写真、ウェブサイトなどであってもよい。また、実施形態では時間データが書籍データに対応して記憶部８に記憶されている例を説明したが、時間データは書籍データとは異なる記憶装置に記憶されていてもよい。

１…表示部、２…コントローラー、３…制御部、４…ＶＲＡＭ、５…ＲＡＭ、８…記憶部、９…操作部、１１…走査線、１２…データ線、１３…画素、１４…表示領域、１５…走査線駆動回路、１６…データ線駆動回路、５１…書込データ記憶領域、５２…予定画像データ記憶領域、５３…２値化データ記憶領域、１００…第１基板、１０１…基板、１０２…接着層、１０３…回路層、１０４…画素電極、１１０…電気泳動層、１１１…マイクロカプセル、１１２…バインダー、１２０…第２基板、１２１…フィルム、１２２…透明電極、１３４…トランジスター、１３５…保持容量、２０１…書き替え判断部、２０２…書込状態判断部、２０３…書込制御部、２０４…データ更新部、２０５…予定画像更新部、１０００…電子機器

Claims (13)

1. 複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素を有する電気光学装置を制御するための信号を前記電気光学装置に出力する出力手段と、
   メモリーに記憶されているデータに応じた電圧を前記複数のデータ線に印加させるための信号を出力するように前記出力手段を制御し、前記複数の画素のうち第１領域を書き替える場合に前記信号により書き込まれる画像と、前記複数の画素のうち当該第１領域より小さい第２領域を書き替える場合に前記信号により書き込まれる画像とにおいて、前記データ線の延在方向における階調変化の空間周波数が異なる制御手段と
   を有する制御装置。
2. 前記メモリーに記憶されているデータにより示される、前記複数の画素の各々における階調値に対して減色処理をし、第１動作モードおよび第２動作モードを含む複数の動作モードのいずれかに従って動作し、前記第１動作モードにおける前記減色処理により得られる画像が、前記第２動作モードにおける前記減色処理により得られる画像よりも、前記空間周波数が高い減色処理手段
   を有する請求項１に記載の制御装置。
3. 第１ディザマトリクスおよび前記データ線の延在方向の階調変化の空間周波数が前記第１ディザマトリクスよりも低い第２ディザマトリクスを記憶した第１記憶手段を有し、
   前記減色処理手段は、前記第１動作モードにおいては前記第１ディザマトリクスを用い、前記第２動作モードにおいては前記第２ディザマトリクスを用いて前記減色処理を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記複数の画素のすべてを書き替える場合、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作し、
   前記複数の画素の一部を書き替える場合、前記減色処理手段は前記第１動作モードで動作する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
5. 前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素が前記複数の画素に占める割合がしきい値以下であるときは、前記減色処理手段は前記第１動作モードで動作する
   ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素の書き替え頻度がしきい値よりも高いときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
7. 前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素に対応するデータ線の数がしきい値以上であるときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
8. 前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素に対応するデータ線の数と前記一部の画素に対応する走査線の数との比がしきい値以上であるときは、前記減色処理手段は前記第２動作モードで動作する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
9. 前記複数の画素の一部を書き替える場合において、前記一部の画素を書き替える際の消費電力のピーク値の推定値がしきい値以上であるときは、前記減色処理手段は前記第２動
   作モードで動作する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
10. 前記複数の画素の階調は、当該画素へ電圧を複数回印加する書き込み動作により変更され、
    前記電気光学装置に新たに表示する画像を表す画像データを記憶する第２記憶手段を有し、
    進行中の前記書き込み動作によって前記電気光学装置に表示される予定の画像を示す予定画像データを記憶する第３記憶手段を有し、
    前記制御手段は、前記第２記憶手段に記憶されている前記画像データと、前記第３記憶手段に記憶されている予定画像データとの比較結果を用いて、前記複数の画素において階調を変更する画素を判断し、
    前記制御手段は、前記階調を変更する画素と判断された画素が前記書き込み動作中ではない場合には、前記画像データの定める階調となるように当該画素に対して前記書き込み動作を開始するための前記信号を出力するように前記出力手段を制御し、前記階調を変更する画素と判断された画素が前記書き込み動作中である場合には、進行中の書き込み動作が終了した後、前記画像データの定める階調となるように当該画素に対して前記書き込み動作を開始するための前記信号を出力するように前記出力手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の制御装置と、
    前記電気光学装置と
    を有する表示装置。
12. 請求項１１に記載の表示装置を有する電子機器。
13. 複数の走査線および複数のデータ線の交差に対応して設けられた複数の画素を有する電気光学装置の駆動方法であって、
    メモリーに記憶されているデータに応じた電圧を前記複数のデータ線に印加するステップを有し、
    前記複数の画素のうち第１領域を書き替える場合に前記信号により書き込まれる画像と、前記複数の画素のうち当該第１領域より小さい第２領域を書き替える場合に前記信号により書き込まれる画像とにおいて、前記データ線の延在方向における階調変化の空間周波数が異なる
    ことを特徴とする駆動方法。

Images