JP5780079B2 - Electronic paper information terminal - Google Patents
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Description
本発明は、電子ペーパーを用いた情報端末に関し、特に、その電力供給技術に関する。 The present invention relates to an information terminal using electronic paper, and more particularly to its power supply technology.
電子ペーパーは、バックライトを必要とせず、紙と同様な反射型の表示デバイスで、ほぼ180度に近い視野角を持ち、新聞紙よりも高いコントラストを有し、外部環境の明るさに依存しない視認性を持ち、さらに、電力消費が通常の反射型LCDと比較して約1/10という特徴を有していることから、近年、電子書籍向けの端末表示パネルとして、マイクロカプセル型電子流動方式や電子粉流体方式の電子ペーパーが実用化されてきている。 Electronic paper does not require a backlight, is a reflective display device similar to paper, has a viewing angle close to 180 degrees, has a higher contrast than newspaper, and does not depend on the brightness of the external environment In addition, in recent years, as a terminal display panel for electronic books, a microcapsule-type electronic flow method or the like has been characterized. An electronic powder fluid type electronic paper has been put into practical use.
これらの電子ペーパーの一般的な駆動方法は、パネルの一方を共通のグランドとし、他方に画面解像度に合わせた電極を配置し、その電極にプラスあるいはマイナスの電圧を加えることで、電子ペーパー内にある着色された粒子を移動させることで表示を実現している。この電極には、パネル背面に配した配線あるいはLCDパネル等を駆動するためのTFTマトリックス等が用いられる。また、電源として、充放電可能な二次電池が用いられているものもある(例えば、特許文献1参照)。 A common driving method for these electronic papers is that one side of the panel is a common ground, the other electrode is arranged according to the screen resolution, and a positive or negative voltage is applied to the electrode, so that the electronic paper is Display is realized by moving certain colored particles. For this electrode, a wiring disposed on the back surface of the panel or a TFT matrix for driving an LCD panel or the like is used. In some cases, a secondary battery that can be charged and discharged is used as a power source (see, for example, Patent Document 1).
電子ペーパーは、表示画面を保持することが特徴である一方、その画面を保持し続けると、電子ペーパー内部で局所化された粒子の凝集等や壁面への吸着力が増加し、所謂焼き付きが生じる場合がある。従って、画面の切り替え時には、全面の明暗切り替え動作が行なわれる場合が多い。 Electronic paper is characterized by holding a display screen. On the other hand, if the screen is held continuously, the agglomeration of particles localized inside the electronic paper and the adsorption force to the wall increase, so-called image sticking occurs. There is a case. Therefore, when the screen is switched, the light / dark switching operation on the entire surface is often performed.
一方、リチウムイオン電池に代表される二次電池においては、電気化学的な反応を利用するため、その寿命は電池内で使用されている材料の劣化によって決定されることが多い。特に電界質においては、高い電界が印加される満充電状態において高温に晒されると分解が促進されるため、電池内でのイオンの移動に係る成分が減少し、電池容量が減少してしまうといった傾向にある。また、電池容量に対して供給可能な電流値を大きくしてしまうと、電池の劣化を早めてしまうことになる。 On the other hand, a secondary battery represented by a lithium ion battery uses an electrochemical reaction, and thus its life is often determined by deterioration of a material used in the battery. Especially in the case of electric field, decomposition is accelerated when exposed to a high temperature in a fully charged state where a high electric field is applied, so that components related to ion movement in the battery decrease, and the battery capacity decreases. There is a tendency. Further, if the current value that can be supplied with respect to the battery capacity is increased, the deterioration of the battery is accelerated.
電子ペーパー情報端末において表示されるコンテンツは、書籍、新聞、雑誌、広告等であって、基本的に使用者が購入したものが多く、特に機密情報を有していることはなく、セキュリティ上の問題は、表示内容に関してはほとんど生じないと考えられる。一方、企業内等の会議で使用されるようなビジネス対応の場合には、基本的に秘密情報が含まれることが多く、情報の外部流出を防ぐためのセキュリティ対策が重要となる。また、企業等で使用される場合は、紙資料削減という目的もあり、頻繁に使用される可能性が高く、電子ペーパー及びその駆動に必要な二次電池にも長い寿命が必要となる。 The contents displayed on the electronic paper information terminal are books, newspapers, magazines, advertisements, etc., which are basically purchased by the user and have no confidential information. It is considered that the problem hardly occurs with respect to the display contents. On the other hand, in the case of business correspondence such as that used in a meeting in a company, etc., secret information is basically included in many cases, and security measures for preventing the outflow of information are important. In addition, when used in a company or the like, there is a purpose of reducing paper materials, and there is a high possibility that it will be used frequently. Electronic paper and secondary batteries required for driving the electronic paper also require a long life.
本発明は、上述したような技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、電子ペーパーと内蔵する電池の寿命を延ばすとともに、高いセキュリティ性を確保することができる電子ペーパー情報端末を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the above-described technology, and provides an electronic paper information terminal capable of extending the life of the electronic paper and the built-in battery and ensuring high security. The purpose is to do.
上記目的を達成するために本発明は、
電力供給が断たれても二色による表示パターンを保持することが可能な電子ペーパーと、前記電子ペーパーを駆動するドライバと、前記ドライバを駆動するための電力を供給する電源と、前記電子ペーパーに表示される表示パターンに応じた情報を保持するメモリと、前記メモリに保持された情報に応じた表示パターンが前記電子ペーパーに表示されるように前記電源から供給される電力を用いて前記ドライバを制御するコントローラーとを有する電子ペーパー情報端末において、
前記電源は、
タイマーと、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池の電圧を監視する電圧監視モニターとを有し、
前記コントローラーは、前記タイマーにて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、前記二次電池の電力を用いた前記電子ペーパーへのパルス状の電力供給によって前記電子ペーパー全面の二色切り替え動作を行い、前記電圧監視モニターにて監視される前記二次電池の最低電圧が規定の電圧値を下回った場合に、前記電子ペーパー全面の二色切り替え動作を前記二色の中間色にて停止し、次いで前記二次電池からの電力供給を遮断し、
前記メモリは、揮発性であって、前記二次電池からの電力供給が遮断されると、保持された情報が消去されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An electronic paper capable of holding a display pattern of two colors even when power supply is cut off, a driver for driving the electronic paper, a power source for supplying power for driving the driver, and the electronic paper A memory for holding information corresponding to a display pattern to be displayed; and the driver using power supplied from the power source so that a display pattern according to the information held in the memory is displayed on the electronic paper. In an electronic paper information terminal having a controller to control,
The power supply is
Timer,
A rechargeable secondary battery;
A voltage monitoring monitor for monitoring the voltage of the secondary battery,
The controller has two colors on the entire surface of the electronic paper by supplying pulsed power to the electronic paper using the power of the secondary battery after the time measured by the timer has elapsed in advance. When the minimum voltage of the secondary battery monitored by the voltage monitoring monitor falls below a specified voltage value, the two-color switching operation on the entire surface of the electronic paper is stopped at the intermediate color of the two colors. And then shut off the power supply from the secondary battery,
The memory is volatile, and stored information is erased when power supply from the secondary battery is cut off.
以上説明したように本発明においては、コントローラーにおいて、タイマーにて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、電子ペーパーへのパルス状の電力供給によって電子ペーパー全面の二色切り替え動作を行い、二次電池の最低電圧が規定の電圧値を下回った場合に、電子ペーパー全面の二色切り替え動作を二色の中間色にて停止し、次いで二次電池からの電力供給を遮断する構成とすることにより、電子ペーパーによる表示画面の焼きつき等を防止し、その品質を長期に渡って維持することができるとともに、二次電池に関しては、過放電にならないレベルで毎回決まった蓄電量まで放電させることによって、保管時のセル間電圧を下げることができ、電解液の分解が抑制されて電池寿命を延ばすことができる。また、メモリが、揮発性であって、二次電池からの電力供給が遮断されると、保持された情報が消去されることにより、高いセキュリティ性を確保することができる。 As described above, in the present invention, the controller performs the two-color switching operation on the entire surface of the electronic paper by supplying the pulsed power to the electronic paper after the time measured by the timer has elapsed in advance. When the minimum voltage of the secondary battery falls below a specified voltage value, the two-color switching operation on the entire surface of the electronic paper is stopped at the intermediate color of the two colors, and then the power supply from the secondary battery is shut off. By doing so, it is possible to prevent burn-in of the display screen with electronic paper and maintain its quality over a long period of time, and for secondary batteries, discharge to a fixed amount of electricity each time at a level that does not cause overdischarge. By doing so, the voltage between cells at the time of storage can be lowered, the decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and the battery life can be extended. Further, when the memory is volatile and the power supply from the secondary battery is cut off, the stored information is erased, so that high security can be ensured.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の電子ペーパー情報端末の実施の一形態を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an electronic paper information terminal of the present invention.
本形態は図1に示すように、電子ペーパー2と、ドライバ3と、コントローラー4と、メモリ5と、スクロールキー6と、タイマー設定キー7と、電源10とを有している。
As shown in FIG. 1, the present embodiment includes an
電子ペーパー2は、電力供給が断たれても黒/白の二色による表示パターンを保持することが可能なものである。
The
ドライバ3は、電子ペーパー2、コントローラー4及び電源10に接続され、電子ペーパー2を駆動するためのものである。
The driver 3 is connected to the
コントローラー4は、ドライバ3、メモリ5、スクロールキー6、タイマー設定キー7及び電源10に接続され、メモリ5に保持された情報を読み出し、この情報に応じた表示パターンが電子ペーパー2に表示されるように電源10から供給される電力を用いてドライバ3を制御するものである。
The controller 4 is connected to the driver 3, the memory 5, the
メモリ5は、電子ペーパーに表示される表示パターンに応じた情報となる画像データが外部からロードされ、この画像データを保持する。 The memory 5 is loaded with image data serving as information corresponding to the display pattern displayed on the electronic paper from the outside, and holds the image data.
電源10は、充放電可能な二次電池11と、タイマー12と、二次電池11の電圧を監視する電圧監視モニター13と、電圧コンバータ14とを有し、ドライバ3等全ての構成要素を駆動するための電力を供給するものである。なお、二次電池11の負極は、コントローラー4の負極と同一電位であって、同一基板上に設けられている。
The power supply 10 includes a chargeable / dischargeable secondary battery 11, a timer 12, a
以下に、上記のように構成された電子ペーパー情報端末1の動作について説明する。 Below, operation | movement of the electronic paper information terminal 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
まず、電子ペーパー2に情報を表示する際の動作について説明する。
First, an operation when displaying information on the
電子ペーパー2に表示パターンを表示するための画像データは外部からメモリ5にロードされ、同時に、電源10内の二次電池11も充電される。この際、二次電池11への充電を、認証機能を有する充電器によって行うことにより、セキュリティ性を向上させることができる。また、使用時間を限定するため、電源供給時間がタイマー設定キー7を介してタイマー12に設定される。
Image data for displaying a display pattern on the
その後、画像データを実際に電子ペーパー2に表示する場合は、メモリ5にロードされた画像データがコントローラー4にロードされ、コントローラー4において、画像データが電子ペーパー2の表示パターンに変換される。そして、コントローラー4の制御によってドライバ3が駆動し、ドライバ3によって電子ペーパー2の電極に対して電圧が印加することによって表示パターンが電子ペーパー2に表示される。
Thereafter, when the image data is actually displayed on the
電子ペーパー2に表示された表示パターンのページのめくりについては、スクロールキー6が操作されることにより、コントローラー4の制御で行なわれる。
The page turning of the display pattern displayed on the
次に、タイマー12に設定された使用時間が満了した後の動作について説明する。 Next, an operation after the use time set in the timer 12 expires will be described.
タイマー12においては、使用開始からの時間が計測されており、この計測された時間が、タイマー12に設定された使用時間を経過すると、コントローラー4の制御によって、電子ペーパー2における表示パターンの表示が自動的に終了し、電子ペーパー2の明暗表示(電圧のプラス/マイナス印加)がパルス状の電力供給によって開始され、電子ペーパー2内の着色粒子を振動させることで、リフレッシュ動作が行われ、最終的には電子ペーパー2の両面が等電位とされて、着色粒子がどちらかの壁面に偏らない状態にて停止する。
In the timer 12, the time from the start of use is measured, and when the measured time passes the use time set in the timer 12, the display pattern display on the
図2は、図1に示した電子ペーパー2のリフレッシュ動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a refresh operation of the
電子ペーパー2のリフレッシュ動作においては、コントローラー4の制御によって、まず、電子ペーパー2内の着色粒子を、画面側または駆動電極側のいずれか一方の電極に引き寄せることで、図2(a)に示すように、電子ペーパー2にて表示される黒/白のうち黒が全面に表示され、次に、電子ペーパー2内の着色粒子を、画面側または駆動電極側の他方の電極に引き寄せることで、図2(b)に示すように、電子ペーパー2にて表示される黒/白のうち白が全面に表示され、その後、電子ペーパー2の両面を等電位とすることで着色粒子がどちらかの壁面に偏らない状態として、図2(c)に示すように、電子ペーパー2にて表示される黒/白の中間色の灰色が全面に表示されることになる。
In the refresh operation of the
電源10内の二次電池11は、このパルス状の電力供給によって徐々に放電され、二次電池11の電圧が電圧監視モニター13によって規定の電圧値である最低電圧を下回った場合に、電源10内のスイッチにて、図2(c)に示した状態として電子ペーパー2の表示系への電源供給が遮断される。この際、画像データを保持しているメモリ5が揮発性であれば、その画像データも消去される。
The secondary battery 11 in the power supply 10 is gradually discharged by this pulsed power supply, and when the voltage of the secondary battery 11 falls below the minimum voltage which is a specified voltage value by the
上述したような起動、運用、停止を行なうことによって、電子ペーパー2はリフレッシュ動作を行なうとともに、二次電池11の放電を行なうことができる。その結果、電子ペーパー2の表示品質を維持するとともに、二次電池11を低容量/低電圧状態で保管することができるため、二次電池11の劣化を抑制することができる。さらに、秘密情報等を含む画像データは消去されているため、そのまま外部へ持ち出されても情報漏えいが生じる可能性はなくなる。
By starting, operating, and stopping as described above, the
以下に、上述したパルス状の電力供給時の電源制御方法について詳細に説明する。 Below, the power supply control method at the time of the pulse-shaped electric power supply mentioned above is demonstrated in detail.
図3は、図1に示した電子ペーパー2に対してパルス状の電力供給を行った場合の二次電池11の電圧を示す図であり、(a)は駆動パルスを示す図、(b)は二次電池11の電圧を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the voltage of the secondary battery 11 when pulsed power is supplied to the
二次電池11においては、少なくともミリ秒オーダーのON/OFFに対して厳密に追従することは困難であるため、図3(a)に示すような駆動パルスにて比較的大きな電流を流した場合は、瞬間的な電圧降下が大きく、電圧下限を下回って放電を停止しても、図3(b)に示すように、電圧としてはかなり回復する傾向にある。 In the secondary battery 11, since it is difficult to strictly follow at least ON / OFF of the millisecond order, when a relatively large current is applied by a driving pulse as shown in FIG. Has a large instantaneous voltage drop, and even if the discharge is stopped below the lower limit of the voltage, as shown in FIG. 3B, the voltage tends to recover considerably.
図4は、図1に示した電子ペーパー2に対するパルス状の電力供給の一例を示す図であり、(a)は駆動パルスを示す図、(b)は二次電池11の電圧を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of pulsed power supply to the
図4(a)に示すように、コントローラー4において、タイマー12にて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、電子ペーパー2における表示の停止動作の初期においては、パルス駆動のパルス幅を広くし、その後、二次電池11の電圧が低下するに従って、パルス幅が徐々に狭くなるように電子ペーパー2へのパルス状の電力供給を行えば、図4(b)に示すように、二次電池11の停止電圧をより正確な電圧に到達させることができる。この場合、一定のパルス間隔で駆動する場合に比べて、下限電圧をパルス駆動にて下回る回数を抑えることが可能となるため、二次電池11の劣化をより抑制することが可能となる。
As shown in FIG. 4A, in the controller 4, after the time measured by the timer 12 has passed a preset time, in the initial stage of the display stop operation in the
図5は、図1に示した電子ペーパー2に対するパルス状の電力供給の他の例を示す図であり、(a)は駆動パルスを示す図、(b)は二次電池11の電圧を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of pulsed power supply to the
図5(a)に示すように、コントローラー4において、タイマー12にて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、所定のタイミングにおいて電子ペーパー2へのパルス状の電力供給を所定時間だけ停止し、電圧回復時間を考慮した制御を実施すると、下限電圧をパルス駆動にて下回る回数をさらに抑えることが可能となるため、安全に停止動作を完了させることができる。また、このようなパルス駆動を行なう場合には、電池容量に対する大電流放電が可能であって、電池電圧の回復時間が短く、相対的に電池容量を小さく設計可能な有機ラジカル電池を用いれば、比較的短時間に停止動作を完了させることができる。
As shown in FIG. 5 (a), in the controller 4, after the time measured by the timer 12 has passed a preset time, the pulsed power supply to the
(他の実施の形態)
図6は、本発明の電子ペーパー情報端末の他の実施の形態を示すブロック図である。
(Other embodiments)
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the electronic paper information terminal of the present invention.
本形態は図6に示すように、図1に示したものに対して、電子ペーパー2の表面に入力情報記録デバイス8が重畳されているとともに、揮発性のメモリ5に加えて不揮発性のメモリ9を有する点が異なるものである。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, an input information recording device 8 is superimposed on the surface of the
入力情報記録デバイス8は、電子ペーパー2上に表示されている画像情報に対して、何らかのコメントや図表等の情報を追記する場合に用いられ、代表的なものとして、抵抗膜式タッチパネルや静電容量式タッチパネル等が挙げられる。
The input information recording device 8 is used when information such as a comment or a chart is added to the image information displayed on the
コントローラー4は、この入力情報記録デバイス8に追記により入力された情報については、最終的に消去しても良い場合は揮発性のメモリ5内に格納すればよく、その情報を残す必要がある場合は、EEPROM等の不揮発性のメモリ9に記録しておき、その後、外部へデータ転送可能となるようにすることで、その目的を達成することができる。 The controller 4 may store the information input to the input information recording device 8 by appending in the volatile memory 5 if it may be finally deleted, and it is necessary to leave the information. Can be recorded in a non-volatile memory 9 such as an EEPROM, and thereafter the data can be transferred to the outside, thereby achieving its purpose.
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態の構成にのみ制限されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得ることができる各種変形、修正を含むことは勿論である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications that can be made by those skilled in the art within the scope of the present invention. Of course, including modifications.
1,101 電子ペーパー端末
2 電子ペーパー
3 ドライバ
4 コントローラー
5,9 メモリ
6 スクロールキー
7 タイマー設定キー
8 入力情報記録デバイス
10 電源
11 二次電池
12 タイマー
13 電圧コンバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101
Claims (7)
前記電源は、
タイマーと、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池の電圧を監視する電圧監視モニターとを有し、
前記コントローラーは、前記タイマーにて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、前記二次電池の電力を用いた前記電子ペーパーへのパルス状の電力供給によって前記電子ペーパー全面の二色切り替え動作を行い、前記電圧監視モニターにて監視される前記二次電池の最低電圧が規定の電圧値を下回った場合に、前記電子ペーパー全面の二色切り替え動作を前記二色の中間色にて停止し、次いで前記二次電池からの電力供給を遮断し、
前記メモリは、揮発性であって、前記二次電池からの電力供給が遮断されると、保持された情報が消去されることを特徴とする電子ペーパー情報端末。 An electronic paper capable of holding a display pattern of two colors even when power supply is cut off, a driver for driving the electronic paper, a power source for supplying power for driving the driver, and the electronic paper A memory for holding information corresponding to a display pattern to be displayed; and the driver using power supplied from the power source so that a display pattern according to the information held in the memory is displayed on the electronic paper. In an electronic paper information terminal having a controller to control,
The power supply is
Timer,
A rechargeable secondary battery;
A voltage monitoring monitor for monitoring the voltage of the secondary battery,
The controller has two colors on the entire surface of the electronic paper by supplying pulsed power to the electronic paper using the power of the secondary battery after the time measured by the timer has elapsed in advance. When the minimum voltage of the secondary battery monitored by the voltage monitoring monitor falls below a specified voltage value, the two-color switching operation on the entire surface of the electronic paper is stopped at the intermediate color of the two colors. And then shut off the power supply from the secondary battery,
The electronic paper information terminal, wherein the memory is volatile, and stored information is erased when power supply from the secondary battery is cut off.
前記コントローラーは、前記タイマーにて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、パルス幅が徐々に狭くなるように前記電子ペーパーへのパルス状の電力供給を行う電子ペーパー情報端末。 The electronic paper information terminal according to claim 1,
The controller is an electronic paper information terminal that supplies pulsed power to the electronic paper so that a pulse width is gradually narrowed after a predetermined time has elapsed by the timer.
前記コントローラーは、前記タイマーにて計測された時間が予め設定された時間を経過した後に、所定のタイミングにおいて前記電子ペーパーへのパルス状の電力供給を所定時間だけ停止する電子ペーパー情報端末。 The electronic paper information terminal according to claim 1,
The electronic paper information terminal, wherein the controller stops the pulsed power supply to the electronic paper for a predetermined time at a predetermined timing after the time measured by the timer has elapsed in advance.
前記電子ペーパーによる表示画面に対して情報入力可能な入力情報記録デバイスと、
不揮発性メモリとを有し、
前記コントローラーは、前記入力情報記録デバイスに対して入力された情報を前記不揮発性メモリに記録し、
前記不揮発性メモリに記録された情報が、外部へデータ転送可能となるように構成されている電子ペーパー情報端末。 The electronic paper information terminal according to any one of claims 1 to 3,
An input information recording device capable of inputting information to the display screen of the electronic paper;
A non-volatile memory,
The controller records information input to the input information recording device in the nonvolatile memory;
An electronic paper information terminal configured such that information recorded in the nonvolatile memory can be transferred to the outside.
前記二次電池の負極は、前記コントローラーの負極と同一電位であって、同一基板上に設けられている電子ペーパー情報端末。 The electronic paper information terminal according to any one of claims 1 to 4,
The negative electrode of the secondary battery is the same potential as the negative electrode of the controller, and is an electronic paper information terminal provided on the same substrate.
前記二次電池は、有機ラジカル電池である電子ペーパー情報端末。 The electronic paper information terminal according to any one of claims 1 to 5,
The secondary battery is an electronic paper information terminal which is an organic radical battery.
前記二次電池は、認証機能を有した充電器によって充電される電子ペーパー情報端末。 The electronic paper information terminal according to any one of claims 1 to 6,
The secondary battery is an electronic paper information terminal that is charged by a charger having an authentication function.
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JP2013064850A JP2013064850A (en) | 2013-04-11 |
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- 2011-09-16 JP JP2011203184A patent/JP5780079B2/en active Active
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