JP6133220B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

電極またはヒータが配された基板上に高分子ゲル膜が積層されてなる点字表示用ディスプレイが知られていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開平０６−００４０２１号公報

点字表示用ディスプレイ等において、表示データを迅速に切り替えられる装置の提供が望まれていた。

本発明の第１の態様によれば、マトリクス状に配列された複数の熱膨張部材と、複数の熱膨張部材のそれぞれを加熱及び冷却する複数の加熱冷却部と、複数の加熱冷却部を制御して、複数の熱膨張部材のうちの表示データに対応する熱膨張部材を加熱させる加熱制御部と、加熱制御部が、第１表示データに対応する熱膨張部材を加熱させた後、第２表示データに対応する熱膨張部材を加熱させる前に、複数の加熱冷却部を制御して、第１表示データに対応して第２表示データに対応しない熱膨張部材を冷却させる冷却制御部とを備える表示装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、基板と、基板にマトリクス状に配列された複数の熱膨張部材と、複数の熱膨張部材のそれぞれを加熱する複数の加熱部と、複数の加熱部を制御して、複数の熱膨張部材のうちの表示データに対応する熱膨張部材を加熱させる加熱制御部と、基板を冷却する冷却部と、加熱制御部が、第１表示データに対応する熱膨張部材を加熱させた後、第２表示データに対応する熱膨張部材を加熱させる前に、冷却部を制御して、基板を冷却させる冷却制御部とを備える表示装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、マトリクス状に配列された複数の熱膨張部材と、複数の熱膨張部材のそれぞれを加熱する複数の加熱部と、複数の熱膨張部材のそれぞれへの接触を検出する接触検出部と、複数の加熱部を制御して、複数の熱膨張部材のうちの表示データに対応する熱膨張部材の加熱を開始させる加熱開始制御部と、複数の加熱部を制御して、接触検出部により接触が検出された熱膨張部材の加熱を停止させる加熱停止制御部とを備える表示装置が提供される。上記表示装置において、接触検出部が、加熱停止制御部により加熱が停止させられた熱膨張部材への接触を再度検出した場合、加熱開始制御部は、接触検出部により接触が再度検出された熱膨張部材の加熱を再開させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

表示装置の外観の一例を概略的に示す。 表示装置の部分断面の一例を概略的に示す。 表示装置の機能構成の一例を概略的に示す。 表示装置の部分断面の一例を概略的に示す。 表示装置の機能構成の一例を概略的に示す。 表示装置の部分断面の一例を概略的に示す。 表示装置の機能構成の一例を概略的に示す。 表示装置の部分断面の一例を概略的に示す。 表示装置の機能構成の一例を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る表示装置１００の外観の一例を概略的に示す。本実施形態に係る表示装置１００は、マトリクス状に配列された複数の熱膨張部材のうち、表示データに対応する熱膨張部材を膨張させて複数の突起を形成することによって、表示データを表示するデバイスである。表示装置１００は、例えば、文字、点字、図形及び画像等を表示してよい。本実施形態において、マトリクス状に配列するとは、行と列が整合していない場合を含んでよい。例えば、特に画像を表示する用途に用いられる場合に、複数の熱膨張部材は、行ごとに列方向の位置がずれていてもよい。

表示装置１００は、例えば、点字ディスプレイである。図１は、表示装置１００が点字ディスプレイである場合を例示している。表示装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレット端末及び携帯電話等の機器に接続されて、当該機器用の表示デバイスとして動作してよい。また、表示装置１００は、突起により表示データを表示する専用のデバイスであってよい。例えば、表示装置１００は点字用の電子書籍リーダである。

表示装置１００は、表示部１０２及び次ボタン１０４を備える。表示部１０２には、マトリクス状に配列された複数の熱膨張部材が配置される。表示部１０２は、複数の熱膨張部材のうち、表示データに対応する熱膨張部材を膨張させることによって、表示データを表示する。次ボタン１０４は、表示部１０２に表示する表示データを切り替える切替指示を受け付けるボタンである。表示装置１００は、次ボタン１０４に対する切替指示を受け付けた場合、表示部１０２に表示させる表示データを切り替える。

図２は、表示装置１００の部分断面の一例を概略的に示す。表示装置１００は、基板２０２、区画板２０４、弾性膜２０６、熱膨張部材２０８、加熱素子２１０及び冷却素子２１２を備える。

基板２０２上の、区画板２０４により区画された箇所に熱膨張部材２０８が配置される。区画板２０４及び熱膨張部材２０８は、弾性膜２０６によって覆われる。

加熱素子２１０は、通電により発熱する素子である。加熱素子２１０は、熱膨張部材２０８を加熱できる位置に配置される。加熱素子２１０が通電されることによって発熱すると、熱膨張部材２０８が加熱されて膨張する。これにより、熱膨張部材２０８上の弾性膜２０６が押し上げられて突起状態となる。加熱素子２１０への通電が停止されると、熱膨張部材２０８への加熱が停止され、熱膨張部材２０８が放熱により収縮することによって、突起状態が解除される（突起状態が解除された状態を非突起状態と呼ぶ場合がある。）。

このように、加熱素子２１０への通電を制御することによって突起状態及び非突起状態を切り替えることができる。しかし、放熱に時間がかかると、突起状態から非突起状態へと移行するのに時間がかかってしまい、表示データを迅速に切り替えることが難しくなる場合がある。

そこで、本実施形態に係る表示装置１００は、複数の熱膨張部材２０８のそれぞれを冷却する冷却素子２１２を備える。冷却素子２１２は、通電により熱膨張部材２０８を冷却する素子である。加熱素子２１０によって加熱された熱膨張部材２０８を、冷却素子２１２によって冷却することによって、突起状態から非突起状態へと迅速に移行させることができ、表示データを迅速に切り替えることが可能となる。

熱膨張部材２０８としては、熱によって膨張する様々な部材を用いることができる。熱膨張部材２０８は気体、液体及び固体のいずれであってもよい。加熱素子２１０は、例えば、抵抗体である。冷却素子２１２は、例えば、ペルチェ素子である。

図３は、表示装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。表示装置１００は、熱膨張部材２０８を加熱する加熱素子２１０、熱膨張部材２０８を冷却する冷却素子２１２、加熱制御部２３２、冷却制御部２３４、表示データ取得部２８０、表示制御部２８２及び指示受付部２８４を備える。加熱素子２１０及び冷却素子２１２は、熱膨張部材２０８を加熱及び冷却する加熱冷却部の一例であってよい。

加熱制御部２３２は、複数の加熱素子２１０を制御する。冷却制御部２３４は、複数の冷却素子２１２を制御する。

表示データ取得部２８０は、表示対象となる表示データを取得する。表示データ取得部２８０は、例えば、表示装置１００が予め格納する複数の表示データから、表示対象となる表示データを読み出す。また、表示データ取得部２８０は、他の装置から表示データを受信してもよい。表示データは、複数の点字のデータを含んでよい。例えば、表示データは点字用の電子書籍データである。また、表示データは、突起により画像を表現するデータであってもよい。

表示制御部２８２は、表示データ取得部２８０が取得した表示データを表示するべく、加熱制御部２３２及び冷却制御部２３４を動作させる。表示制御部２８２は、表示データ取得部２８０が取得した表示データが、表示部１０２が一度に表示可能な表示データの量を超えていない場合、当該表示データを表示させるべく、加熱制御部２３２及び冷却制御部２３４を動作させる。また、表示制御部２８２は、表示データ取得部２８０が取得した表示データが、表示部１０２が一度に表示可能な表示データの量を超えている場合、表示データを分割して、分割した複数の表示データのそれぞれを、順次表示するべく、加熱制御部２３２及び冷却制御部２３４を動作させてよい。

例えば、表示制御部２８２によって表示データが複数の表示データに分割された場合、加熱制御部２３２は、複数の加熱素子２１０を制御して、複数の熱膨張部材２０８のうち、分割された複数の表示データのうちの一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させる。そして、冷却制御部２３４は、加熱制御部２３２が、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させた後、次の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させる前に、複数の冷却素子２１２を制御して、一の表示データに対応して、次の表示データに対応しない熱膨張部材２０８を冷却させる。一の表示データは第１対応データの一例であってよい。次の表示データは、第２対応データの一例であってよい。

冷却制御部２３４は、一の表示データに対応して次の表示データに対応しない熱膨張部材２０８のみを冷却させてよい。すなわち、冷却制御部２３４は、一の表示データに対応して次の表示データに対応しない熱膨張部材２０８を冷却させて、それ以外の熱膨張部材２０８は冷却させない。これにより、一の表示データ及び次の表示データの両方に対応する熱膨張部材２０８を、一の表示データを表示した後、次の表示データを表示する前に冷却してしまうことを防止できる。また、これにより、一の表示データに対応せず、一の表示データを表示するときに加熱されなかった熱膨張部材２０８を冷却してしまうことを防止できる。

なお、加熱制御部２３２は、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させた後、予め定められた時間が経過したことを条件に、次の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させてよい。また、加熱制御部２３２は、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させた後、表示装置１００を使用する使用者等の指示を受け付けたのに応じて、次の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させてよい。

指示受付部２８４は、使用者からの指示を受け付ける。指示受付部２８４は、例えば、次ボタン１０４に対する使用者からの指示を受け付ける。使用者は、表示部１０２に表示された表示データを指で認識した後、次ボタン１０４を押下することによって、表示部１０２の表示データを更新できる。

図４及び図５は、表示装置１００の第１変形例を示す。図４は、表示装置１００の部分断面の一例を概略的に示す。ここでは、図２と異なる点を主に説明する。表示装置１００は、基板２０２、区画板２０４、弾性膜２０６、熱膨張部材２０８及びペルチェ素子２１４を備える。図４に示す表示装置１００は、ペルチェ素子２１４によって、熱膨張部材２０８を加熱及び冷却する。ペルチェ素子２１４は、加熱冷却部の一例であってよい。

図５は、表示装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。ここでは、図３と異なる点を主に説明する。表示装置１００は、熱膨張部材２０８を加熱及び冷却するペルチェ素子２１４、加熱制御部２４２、冷却制御部２４４、表示データ取得部２８０、表示制御部２８２及び指示受付部２８４を備える。

加熱制御部２４２は、複数のペルチェ素子２１４を制御して、複数の熱膨張部材２０８のうち、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させる。また、冷却制御部２４４は、加熱制御部２４２が、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させた後、次の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させる前に、複数のペルチェ素子２１４を制御して、一の表示データに対応して次の表示データに対応しない熱膨張部材２０８を冷却させる。

図６及び図７は、表示装置１００の第２変形例を示す。図６は、表示装置１００の部分断面の一例を概略的に示す。ここでは、図２と異なる点を主に説明する。表示装置１００は、基板２０２、区画板２０４、弾性膜２０６、熱膨張部材２０８、加熱部２１６及び冷却部２１８を備える。

加熱部２１６は、通電により発熱する素子である。加熱部２１６は、例えば、抵抗体である。冷却部２１８は、基板２０２を冷却する。冷却部２１８は、ペルチェ素子等の熱交換素子によって、基板２０２を冷却してよい。また、冷却部２１８は、水冷によって基板２０２を冷却してもよい。また、冷却部２１８は、空冷によって基板２０２を冷却してもよい。

冷却部２１８は、基板２０２の全体を冷却してよい。また、冷却部２１８は、基板２０２全体のうち、熱膨張部材２０８に対応する位置のみを冷却してもよい。

図７は、表示装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。ここでは、図３と異なる点を主に説明する。表示装置１００は、熱膨張部材２０８を加熱する加熱部２１６、２０２を冷却する冷却部２１８、加熱制御部２５２、冷却制御部２５４、表示データ取得部２８０、表示制御部２８２及び指示受付部２８４を備える。

加熱制御部２５２は、複数の加熱部２１６を制御して、複数の熱膨張部材２０８のうち、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させる。冷却制御部２５４は、加熱制御部２５２が、一の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させた後、次の表示データに対応する熱膨張部材２０８を加熱させる前に、冷却部２１８を制御して、基板２０２を冷却させる。

このように、基板２０２を冷却することによって、基板２０２に配列された複数の熱膨張部材２０８を冷却することができ、シンプルな構造で、表示データの切替を迅速化することができる。したがって、表示データの切替を迅速化できる表示装置１００の製造コストを低減できる。

図８及び図９は、表示装置１００の第３変形例を示す。図８は、表示装置１００の部分断面の一例を概略的に示す。ここでは、図２と異なる点を主に説明する。表示装置１００は、基板２０２、区画板２０４、弾性膜２０６、熱膨張部材２０８、加熱部２１６及び接触センサ２２０を備える。接触センサ２２０は、弾性膜２０６上の、熱膨張部材２０８に対応する位置に配置される。

図９は、表示装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。表示装置１００は、熱膨張部材２０８を加熱する加熱部２１６、接触センサ２２０、加熱開始制御部２６２、加熱停止制御部２６４、接触検出部２６６、表示データ取得部２８０、表示制御部２８２及び指示受付部２８４を備える。

接触検出部２６６は、接触センサ２２０が接触されたことを検出することによって、接触センサ２２０に対応する熱膨張部材２０８への接触を検出する。すなわち、熱膨張部材２０８への接触を検出するとは、熱膨張部材２０８に対応する位置に配置された接触センサ２２０が接触されたことを検出することであってよい。

加熱開始制御部２６２は、複数の加熱部２１６を制御して、複数の熱膨張部材２０８のうちの一の表示データに対応する熱膨張部材２０８の加熱を開始させる。加熱停止制御部２６４は、複数の加熱部２１６を制御して、加熱開始制御部２６２が、加熱部２１６に加熱を開始させた熱膨張部材２０８のうち、接触検出部２６６により接触が検出された熱膨張部材２０８の加熱を停止させる。これにより、一の表示データに対応する複数の熱膨張部材２０８のうち、使用者によって接触され、表示内容が認識された熱膨張部材２０８に対する加熱を、接触直後に停止させることができる。

なお、例えば、表示装置１００が点字データを表示している場合に、接触検出部２６６により接触が検出された熱膨張部材２０８の加熱を停止させると、使用者が同じ内容を読み直したいと思っても、読み直すことができなくなってしまう場合がある。そこで、加熱開始制御部２６２は、接触検出部２６６が、加熱停止制御部２６４により加熱が停止させられた熱膨張部材２０８への接触を再度検出した場合に、当該熱膨張部材２０８の加熱を再開させてよい。これにより、使用者が読み直したいと思って、同じ場所に接触した場合に、元の内容を復帰させることができ、使用者による読み直しを可能にすることができる。

ここでは、接触検出部２６６が、接触センサ２２０に対する接触を検出することにより、複数の熱膨張部材２０８のそれぞれへの接触を検出する場合を例に挙げて説明したが、これに限らない。接触検出部２６６は、基板２０２における接触位置を検出できる他の技術を用いることによって、複数の熱膨張部材２０８のそれぞれへの接触を検出してもよい。

以上の説明において、表示装置１００が備える、加熱制御部２３２、冷却制御部２３４、加熱制御部２４２、冷却制御部２４４、加熱制御部２５２、冷却制御部２５４、加熱開始制御部２６２、加熱停止制御部２６４、接触検出部２６６、表示データ取得部２８０、表示制御部２８２及び指示受付部２８４の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、表示装置１００として機能してよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体又はネットワークに接続された記憶装置から、表示装置１００の少なくとも一部を構成するコンピュータにインストールされてよい。

コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係る表示装置１００として機能させるプログラムは、ＣＰＵ等に働きかけて、コンピュータを、表示装置１００の各部としてそれぞれ機能させる。これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと表示装置１００のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ 表示装置、１０２ 表示部、１０４ 次ボタン、２０２ 基板、２０４ 区画板、２０６ 弾性膜、２０８ 熱膨張部材、２１０ 加熱素子、２１２ 冷却素子、２１４ ペルチェ素子、２１６ 加熱部、２１８ 冷却部、２２０ 接触センサ、２３２ 加熱制御部、２３４ 冷却制御部、２４２ 加熱制御部、２４４ 冷却制御部、２５２ 加熱制御部、２５４ 冷却制御部、２６２ 加熱開始制御部、２６４ 加熱停止制御部、２６６ 接触検出部、２８０ 表示データ取得部、２８２ 表示制御部、２８４ 指示受付部

Claims (3)

1. マトリクス状に配列された複数の熱膨張部材と、
   前記複数の熱膨張部材のそれぞれを加熱及び冷却する複数の加熱冷却部と、
   前記複数の加熱冷却部を制御して、前記複数の熱膨張部材のうちの表示データに対応する熱膨張部材を加熱させる加熱制御部と、
   前記加熱制御部が、第１表示データに対応する熱膨張部材を加熱させた後、第２表示データに対応する熱膨張部材を加熱させる前に、前記複数の加熱冷却部を制御して、前記第１表示データに対応して前記第２表示データに対応しない熱膨張部材のみを冷却させる冷却制御部と
   を備える表示装置。
2. マトリクス状に配列された複数の熱膨張部材と、
   前記複数の熱膨張部材のそれぞれを加熱する複数の加熱部と、
   前記複数の熱膨張部材のそれぞれへの接触を検出する接触検出部と、
   前記複数の加熱部を制御して、前記複数の熱膨張部材のうちの表示データに対応する熱膨張部材の加熱を開始させる加熱開始制御部と、
   前記複数の加熱部を制御して、前記接触検出部により接触が検出された熱膨張部材の加熱を、前記接触直後に停止させる加熱停止制御部と
   を備える表示装置。
3. 前記接触検出部が、前記加熱停止制御部により加熱が停止させられた熱膨張部材への接触を再度検出した場合、
   前記加熱開始制御部は、前記接触検出部により接触が再度検出された熱膨張部材の加熱を再開させる請求項２に記載の表示装置。

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