(57)【要約】電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキング及び低レーテンシ・ディスプレイ更新のシステム及び方法を記載する。ペン入力情報が、所定の表示更新レートで更新する電子ペーパー・ディスプレイ上で受け取られる。電子ペーパー・ディスプレイ・ドライバの線画モジュールが、起動させる対象の少なくとも一画素を、受け取られたペン入力情報に基づいて判定する。少なくとも一画素が、電子ペーパー・ディスプレイのディスプレイ更新レートと無関係に更新される。アクティブ画素状態情報は、画素更新が完了し、画素が動作停止にされるまで画素毎に別個にリアルタイムで保持される。特定の実施例では、起動する対象の将来の画素が、受け取られたペン入力情報に基づいて判定される。ペン入力情報が所定量の時間、起動画素上で受け取られない場合、将来の画素は動作停止にされる。
2010515927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のディスプレイ更新レートで更新する電子ペーパー・ディスプレイ上の画素を起動させる方法であって、
ペン入力情報を受け取る工程と、
起動させる対象の少なくとも一画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する工程と、
前記少なくとも一画素を前記電子ペーパー・ディスプレイの前記ディスプレイ更新レートと無関係に更新する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
起動させる対象の少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する工程を更に含む方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、
前記少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて起動させる工程と、
所定の時間量の間、前記起動させられた画素上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記起動させられた画素を動作停止にする工程とを更に含む方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法であって、
前記受け取られたペン入力情報に基づいて前記電子ペーパー・ディスプレイの領域を起動させる工程と、
所定の時間量の間、前記起動させられた領域上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記電子ペーパー・ディスプレイの前記起動させられた領域を動作停止にする工程とを更に含む方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、前記ペン入力情報が、タッチ・センサ・ディスプレイ上で受け取られる方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、
画素毎にアクティブ画素情報を保持する工程を更に含む方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、前記アクティブ画素情報を保持する工程は、画素毎にディスプレイ・リストを保持する工程を含む方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法であって、前記アクティブ画素情報を保持する工程は、画素毎にフレーム・カウンタを保持する工程を含む方法。
【請求項９】
所定のディスプレイ更新レートで更新する電子ペーパー・ディスプレイ上の画素を起動させるシステムであって、
ペン入力情報を受け取る手段と、
起動させる対象の少なくとも一画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する手段と、
前記少なくとも一画素を前記電子ペーパー・ディスプレイの前記ディスプレイ更新レートと無関係に更新する手段とを備えるシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムであって、
起動させる対象の少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する手段を更に備えるシステム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムであって、
前記少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて起動させる手段と、
所定の時間量の間、前記起動させられた画素上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記起動させられた画素を動作停止にする手段とを更に備えるシステム。
【請求項１２】
請求項１０記載のシステムであって、
前記受け取られたペン入力情報に基づいて前記電子ペーパー・ディスプレイの領域を起動させる手段と、
所定の時間量の間、前記起動させられた領域上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記電子ペーパー・ディスプレイの前記起動させられた領域を動作停止にする手段とを更に備えるシステム。
【請求項１３】
請求項９記載のシステムであって、前記ペン入力情報が、タッチ・センサ・ディスプレイ上で受け取られるシステム。
【請求項１４】
請求項９記載のシステムであって、
画素毎にアクティブ画素情報を保持する手段を更に備えるシステム。
【請求項１５】
請求項１４記載のシステムであって、前記アクティブ画素情報を保持する手段は、画素毎にディスプレイ・リストを保持する機能を含むシステム。
【請求項１６】
請求項１４記載のシステムであって、前記アクティブ画素情報を保持する手段は、画素毎にフレーム・カウンタを保持する機能を含むシステム。
【請求項１７】
電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキングの装置であって、
ペン入力情報を受け取る入力センサ・モジュールと、
起動させる対象の少なくとも一画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する線画モジュールと、
前記少なくとも一画素を前記電子ペーパー・ディスプレイのディスプレイ更新レートと無関係に更新するモジュールとを備える装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の装置であって、
起動させる対象の少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定するモジュールを更に備える装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の装置であって、
前記少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて起動させるモジュールと、
所定の時間量の間、前記起動させられた画素上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記起動させられた画素を動作停止にするモジュールとを更に備える装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の装置であって、
前記受け取られたペン入力情報に基づいて前記電子ペーパー・ディスプレイの領域を起動させるモジュールと、
所定の時間量の間、前記起動させられた領域上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記電子ペーパー・ディスプレイの前記起動させられた領域を動作停止にするモジュールとを更に備える装置。
【請求項２１】
請求項１７記載の装置であって、前記ペン入力情報が、タッチ・センサ・ディスプレイ上で受け取られる装置。
【請求項２２】
請求項１７記載の装置であって、
画素毎にアクティブ画素情報を保持するアクティブ画素バッファを更に備える装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の装置であって、前記アクティブ画素情報を保持するアクティブ画素バッファは、画素毎にディスプレイ・リストを保持する機能を含む装置。
【請求項２４】
請求項２２記載の装置であって、前記アクティブ画素情報を保持するアクティブ画素バッファは、画素毎にフレーム・カウンタを保持する機能を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願との相互参照）
本出願は、その内容全体を参照により、本明細書及び特許請求の範囲に組み入れる、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐａｐｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」と題する、西暦２００７年６月１５日付出願の米国仮特許出願第６０／９４４４１５号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は一般に、電子ペーパー・ディスプレイの分野に関する。特に、本発明は、電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキング及び低レーテンシ・ディスプレイ更新に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子的に更新することが可能なディスプレイにおいて紙の特性の一部を提供するいくつかの手法が最近、導入されている。このタイプのディスプレイが達成しようとする、紙の望ましい特性には、低消費電力、柔軟性、広視野角、高分解能、高コントラスト、並びに、屋内及び屋外での可読性が含まれる。前述のディスプレイは、紙の特性を模倣しようとするため、本出願では電子ペーパー・ディスプレイ（ＥＰＤ）と呼ぶものとする。このタイプのディスプレイの他の名称には、ペーパーライク・ディスプレイ、ゼロ・パワー・ディスプレイ、ｅペーパー、双安定型ディスプレイや電気泳動ディスプレイが含まれる。
【０００４】
ＥＰＤを陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と比較すると、一般に、ＥＰＤは、より少ない電力を必要とし、より高い空間分解能を有するが、更新レートがより遅く、中間調制御の精度がより低く、色分解能がより低いという欠点を有する。多くの電子ペーパー・ディスプレイは現在、無彩色デバイスに過ぎない。カラー・デバイスは、しばしば、空間分解能及びコントラストを低下させる傾向にあるカラー・フィルタを加えることによってであるが利用可能になってきている。
【０００５】
電子ペーパー・ディスプレイは通常、透過性よりも反射性を有する。よって、電子ペーパー・ディスプレイは、デバイスにおいて光源を必要とするのでなく、環境光を用いることができる。このことにより、ＥＰＤが電力を使用することなく画像を保持することが可能になる。黒又は白の画素を連続して表示することが可能であり、一状態から別の状態に変えるためにのみ電力が必要であるため、ＥＰＤは時には、「双安定型」として表される。しかし、一部のデバイスは複数の状態で安定し、よって、電力消費なしで複数の中間調をサポートする。
【０００６】
電子ペーパー・ディスプレイは多くの利点を有するが、問題は、多くのＥＰＤ技術が、従来のＣＲＴディスプレイやＬＣＤディスプレイと比較して、画像の更新に比較的長い時間を必要とすることである。通常のＬＣＤは、正しい値に切り替わるために約５ミリ秒を必要とし、毎秒最大２００フレームのフレーム・レートをサポートする（達成可能なフレーム・レートは通常、ディスプレイ内の画素全てを修正する、ディスプレイ・ドライバ電子回路の機能によって制限される）。対照的に、多くの電子ペーパー・ディスプレイ（例えば、電子インク・ディスプレイ）は、画素値を白から黒に変えるために約３００乃至１０００ミリ秒を要する。前述の更新時間は一般に、電子ブックが必要とするページターニングに十分であるが、ペン・トラッキング、ユーザ・インタフェース、及びビデオのディスプレイのような相互作用アプリケーションの場合、問題となる。
【０００７】
マイクロカプセル型電気泳動（ＭＥＰ）ディスプレイと呼ばれる一タイプのＥＰＤは、数百もの粒子を粘性流体によって移動させて単一の画素を更新する。電界が印加されない場合、粘性流体は、粒子の移動を制限し、ＥＰＤに、電力なしで画像を保持することができるというその特性を与える。前述の流体は、電界が付加された場合も、粒子の移動を制限し、前述の流体により、ディスプレイの更新が他のタイプのディスプレイと比較して非常に遅くなってしまう。
【０００８】
ビデオ又は動画を表示する場合、各画像は理想的には、ビデオ・フレームの持続時間中（すなわち、次の要求されたリフレクタンスが受け取られるまで）所望のリフレクタンスにあるべきである。しかし、各ディスプレイは、特定のリフレクタンスに対する要求と、そのリフレクタンスが達成される時点との間である程度のレ―テンシを表す。ビデオが、毎秒１０フレームで流れており、画素を変えるために必要な時間が１０ミリ秒の場合、画素は９０ミリ秒間、正しいリフレクタンスを表示し、その効果は望み通りになる。画素を変えるために１００ミリ秒を要する場合、画素が先行フレームの正しいリフレクタンスを達成するちょうどその時点が、画素を別のリフレクタンスに変える時点になる。最後に、画素が変わるために２００ミリ秒を要する場合、画素は、正しいリフレクタンスに既に非常に近い状況（すなわち、ゆっくりと変わる画像）以外には、正しいリフレクタンスを有することはない。
【０００９】
特定の電子ペーパー・ディスプレイでは、ディスプレイの上又は下に入力センサ層を付加することにより、注釈が実施可能である。前述のタイプの電子ペーパー・ディスプレイは、ライティング・タブレットのように機能する。ペン又はスタイラスは、電子ペーパー・ディスプレイの筆記表面上の画素を起動させ、よって、ペン又は鉛筆により、紙上に筆記するか、又は注釈をつけるように作用するように使用する。しかし、画像を更新することが可能な速度が制限されているので、ＥＰＤは、ペン・トラッキングをリアルタイムで示すには効果的でない。ペン・トラッキングの主要要件は、更新速度及びコントラストである。これらは一般に、電子ペーパー・ディスプレイ上で互いに競合する。例えば、特定のＥＰＤ上では、ライトグレー線を引くには、黒線を引くよりも短い時間で済む。
【００１０】
したがって、現在の電子ペーパー・ディスプレイ上で高速及び高コントラストをともに可能にし、よって、リアルタイムのペン・トラッキングを可能にすることが非常に望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、電子ペーパー・ディスプレイ上での高速ペン・トラッキング及び低レーテンシ・ディスプレイ更新のシステム及び方法を提供することにより、従来技術の欠点及び制約を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ペン入力情報が、所定の表示更新レートで更新する電子ペーパー・ディスプレイ上で受け取られる。電子ペーパー・ディスプレイ・ドライバの線画モジュールが、起動させる対象の少なくとも一画素を、受け取られたペン入力情報に基づいて判定する。少なくとも一画素が、電子ペーパー・ディスプレイのディスプレイ更新レートと無関係に更新される。アクティブ画素状態情報は、画素更新が完了し、画素が動作停止にされるまで画素毎に別個にリアルタイムで保持される。特定の実施例では、起動する対象の将来の画素が、受け取られたペン入力情報に基づいて判定される。ペン入力情報が所定量の時間、起動画素上で受け取られない場合、将来の画素は動作停止にされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】特定の実施例による。例示的な電子ペーパー・ディスプレイの一部分を示す断面図である。
【図２】特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイの制御システムを示すブロック図である。
【図３】特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ・システムにおけるペン・トラッキング・ドライバのソフトウェア・アーキテクチャを示す図である。
【図４】特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ・システムにおけるペン・トラッキング・ドライバの主ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ・システムにおけるペン・トラッキング・ドライバのフレーム・カウンタ・スレッドを示すフローチャートである。
【図６】特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ・システムのペン・トラッキングのタイミングを示す図である。
【図７】特定の実施例による、動き予測の方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書記載の特徴及び利点は、全てを含む訳でなく、特に、多くの更なる特徴及び利点が、図面、明細書及び特許請求の範囲にかんがみて当業者に明らかになる。更に、本明細書において使用する文言は主に、読みやすさ及び教示の目的で選択されており、本発明の主題について、輪郭を描くか、又は周囲に線を引くために選択されていないことがあり得る。
【００１５】
開示された実施例は、明細書及び特許請求の範囲、並びに添付した図（又は図面）からより容易に明らかになる他の利点及び特徴を有する。以下に、図を簡単に説明する。
【実施例】
【００１６】
図は、例証の目的でのみ、本発明の種々の実施例を表す。本明細書及び特許請求の範囲記載の本発明の原理から逸脱しない限り、本明細書及び特許請求の範囲記載の構造及び方法の別の実施例を用いることができることを当業者は以下の説明から容易に認識するであろう。
【００１７】
図及び以下の説明は、例証の目的でのみ、好ましい実施例に関する。以下の記載から、本明細書及び特許請求の範囲記載の構造及び方法の別の実施例が、特許請求の範囲記載発明の原理から逸脱しない限り用いることができる実行可能な代替策として容易に認識されよう。
【００１８】
本明細書における、「一実施例」、「実施例」や「特定の実施例」への参照は、前述の実施例に関して記載した特定の構成要素、特徴、構造又は特性が少なくとも一実施例に含まれることを意味する。本明細書中の種々の箇所における句「一実施例における」は必ずしも、その全てが同じ実施例を表すものでない。
【００１９】
「結合された」及び「接続された」の表現、並びにそれらの派生形を用いて、特定の実施例を説明することができる。前述の語は、互いに同義であることを意図するものでない。例えば、｛接続された｝の語を用いて特定の実施例を説明して、２つ以上の構成要素が互いに直接、物理的に又は電気的に接触していることを示すことができる。別の例では、｛結合された｝の語を用いて特定の実施例を説明して、２つ以上の構成要素が直接、物理的に又は電気的に接触していることを示すことができる。しかし、「結合された｝の語は、２つ以上の構成要素が互いに直接、接触している訳でないが、なお、互いに協調、又は相互作用することも意味し得る。実施例はこの意味合いで限定される訳でない。
【００２０】
本明細書及び特許請求の範囲記載の通り、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｈａｓ」、「ｈａｖｉｎｇ」やその何れかの他の変形が、排他的でない包含をカバーすることを意図している。例えば、構成要素のリストを有する処理、方法、物若しくは装置は、必ずしも前述の構成要素に限定される訳でない一方、明記されていないか、又は前述の処理、方法、物若しくは装置に固有の他の構成要素を含み得る。更に、別途明記していない限り、「ｏｒ」は、包含的論理和を表し、排他的論理和は表さない。例えば、条件Ａ又はＢは、以下の何れかによって満たされる（Ａが真であり（又は存在しており）、Ｂが偽であり（又は存在していない）場合と、Ａが偽であり（又は存在しておらず）、Ｂが真であり（又は存在している）場合と、Ａ及びＢが真であり（又は存在している）場合）の何れか１つによって満たされる。
【００２１】
更に、「ａ」又は「ａｎ」を用いて本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例の構成要素及び構成部分を表す。これは、便宜上、かつ、本発明の概略を示すために行っているに過ぎない。前述の記載は、１つ又は少なくとも１つを含むとして読むものとし、単数形は、そうでないことを意味することが明らかでない限り、複数形も含む。
【００２２】
次に、いくつかの実施例を詳細に参照する。この例は、添付図面に示す。実施可能な限り、図には、類似又は同様の参照符号を用い得るものであり、類似又は同様の参照符号は、類似又は同様の機能を示し得る。図は、例証の目的でのみ、本願に開示したシステム（又は方法）の実施例を表す。本明細書及び特許請求の範囲記載の原理から逸脱しない限り、本明細書及び特許請求の範囲記載の構造及び方法の別の実施例を用いることができることを当業者は以下の説明から容易に認識するであろう。
【００２３】
装置の概要
図１は、特定の実施例による、例示的な電子ペーパー・ディスプレイ１００の一部分の断面図を示す。電子ペーパー・ディスプレイ１００の構成部分は、上部透明電極１０２と底部バックプレーン１１６との間に挟まれている。上部透明電極１０２は、透明材料の薄層である。上部透明電極１０２により、電子ペーパー・ディスプレイ１００のマイクロカプセル１１８を視ることが可能になる。
【００２４】
透明電極１０２の直下にはマイクロカプセル層１２０がある。一実施例では、マイクロカプセル層１２０は、透明液体１０８と、特定の黒粒子１１２及び白粒子１１０を有する密接に詰まったマイクロカプセル１１８を含む。特定の実施例では、マイクロカプセル１１８は、正に帯電した白粒子１１０及び負に帯電した黒粒子１１２を含む。他の実施例では、マイクロカプセル１１８は、正に帯電した黒粒子１１２及び負に帯電した白粒子１１０を含む。更に他の実施例では、マイクロカプセル１１８は、一極性の色粒子、及び反極性の別々の色粒子を含み得る。特定の実施例では、上部透明電極１０２は、インジウム錫酸化物などの透明導電性材料を含む。
【００２５】
マイクロカプセル層１２０の下には、下位電極層１１４が配置されている。下位電極層１１４は、マイクロカプセル１１８を所望の光学的な状態に駆動させるために使用される、電極のネットワークである。電極のネットワークは、ディスプレイ回路に接続される。ディスプレイ回路は、特定の電極に電圧を印加することにより、特定の画素において電子ペーパー・ディスプレイを「オン」及び「オフ」にする。負の電荷を電極に印加することにより、負に帯電された粒子１１２がマイクロカプセル１１８の上部に向けて反発し、正に帯電された白粒子１１０が底部に押し込まれ、画素に黒の外観が与えられる。電圧を逆にすると作用は逆になる。正に帯電された白粒子１１０は表面に押し出され、画素に白の外観が与えられる。ＥＰＤにおける画素のリフレクタンス（輝度）は、電圧が印加されるにつれて変わる。画素のリフレクタンスが変わる量は、電圧量、及び電圧が印加される時間の長さに依存し得る。電圧がゼロの場合、画素のリフレクタンスは変わらない状態に留まる。
【００２６】
層１２０の電気泳動マイクロカプセルは、黒、白やグレイなどの所望の光学的な状態に個々に起動させることができる。特定の実施例では、所望の光学的な状態は、所定の他の色の何れでもよい。層１１４における各画素は、マイクロカプセル層１２０に含まれる１つ又は複数のマイクロカプセル１１８と関連付けることができる。各マイクロカプセル１１８は、透明液体１０８内に懸濁させられた複数の微粒子１１０及び１１２を含む。特定の実施例では、複数の微粒子１１０及び１１２が、透明液状ポリマー内に懸濁させられる。
【００２７】
下位電極層１１４は、バックプレーン１１６の上部に配置される。一実施例では、電極層１１４は、バックプレーン層１１６と一体である。バックプレーン１１６は、プラスチック又はセラミック裏打層である。他の実施例では、バックプレーン１１６は、金属又はガラス裏打層である。電極層１１４は、アドレス指定可能な画素電極及びサポート電子回路のアレイを含む。
【００２８】
システムの概要
図２は、特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ１００の制御システム２００のブロック図を示す。システムは、電子ペーパー・ディスプレイ１００と、入力センサ・パネル２１２と、ペン・トラッキング・ドライバ２０４と、ディスプレイ・コントローラ２０８と、波形モジュール２１０とを含む。特定の実施例では、ディスプレイ１００は入力センサ・パネル２１２を含む。特定の実施例では、入力センサ・パネル２１２は、ディスプレイ１００の上部に配置されたタッチ画面センサである。他の実施例では、入力センサ・パネル２１２は、ＷａｃｏｍＥＭＲセンサのようなディスプレイ１００の下に配置される。
【００２９】
例証の目的で、図２は、ペン・トラッキング・ドライバ２０４及びディスプレイ・コントローラ２０８を別個のモジュールとして示す。しかし、種々の実施例では、ペン・トラッキング・ドライバ２０４及びディスプレイ・コントローラ２０８の何れか又は全部を組み合わせることが可能である。これにより、前述のモジュールのうちの１つ又は複数の機能を単一のモジュールが行うことが可能になる。
【００３０】
ペン・トラッキング・ドライバ２０４は、ペン又はスタイラスが入力センサ・パネル２１２に接触するにつれてペン・トラッキング・データ２０２を受け取る。ペン・トラッキング・ドライバ２０４は、アクティブ画素を常に把握し、画素毎にフレーム・カウンタを保持する。ペン・トラッキング・ドライバ２０４の機能に関する更なる情報は、以下に、図３乃至図５の説明において記載する。
【００３１】
アクティブ画素バッファ（この図には示していない）は、情報を受け取り、制御情報を記憶する。アクティブ画素バッファは、ディスプレイ・コントローラ２０８によって直接使用される画素データを含む。アクティブ画素バッファに関する更なる詳細は以下に記載する。
【００３２】
ディスプレイ・コントローラ２０８は、画素データなどの情報を受け取るためのホスト・インタフェースを含む。ディスプレイ・コントローラ２０８は、処理装置、データ記憶データベース、電源及びドライバ・インタフェース（図示せず）も含む。特定の実施例では、ディスプレイ・コントローラ２０８は温度センサ及び温度変換モジュールを含む。特定の実施例では、特定の電子ペーパー・ディスプレイにおいて使用される適切なコントローラは、Ｅインク社によって製造されたコントローラである。例えば、適切なコントローラは、Ｅインク社によって製造されたＭＥＴＲＯＮＯＭＥ（商標）ディスプレイ・コントローラである。
【００３３】
波形モジュール２１０は、電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキング中に使用する対象の波形を記憶する。特定の実施例では、各波形は２５６個のフレームを含む。各フレームは、２０ミリ秒（ｍｓ）の時間スライスを要し、電圧振幅は全フレームにわたって一定である。電圧振幅は、１５ボルト（Ｖ）、０Ｖ又は−１５Ｖである。特定の実施例では、２５６個のフレームは、特定のディスプレイ・コントローラのアクティブ画素バッファ３０４（図３）に記憶することが可能な最大数のフレームである。特定の実施例では、最大数のフレームを用いて、長いストロークのペン・トラッキング中に反復して呼び出されるディスプレイ・コマンド間の時間ギャップの考えられるオーバヘッドを最小にする。
【００３４】
ディスプレイ更新中、３つの波形が、以下のようにコントローラによって索引付けされる。特定の実施例では、各画素は８ビットである。４ビットは現在の状態の画素値であり、他の４ビットは、次の状態の画素値である。特定の実施例では、２つの値のみが各画素の状態（黒状態及び白状態それぞれを表す、０ｘ０及び０ｘＦ（１６進））毎に使用される。現在画素状態値及び次画素状態値（１６進）の波形インデックス対のリストを１６進で以下に記載する。
【００３５】
現在＝０ｘ０、次＝０ｘＦ、１５Ｖ、黒から白、
現在＝０ｘＦ、次＝０ｘ０、−１５Ｖ、白から黒、
現在＝０ｘ０、次＝０ｘ０、０Ｖ、画素の色に変動なし、
現在＝０ｘＦ、次＝０ｘＦ、０Ｖ、画素の色に変動なし。
【００３６】
白画素がペン・トラッキングによって起動されると、フレーム・バッファ内のその次の状態は黒になる。したがって、−１５Ｖの波形が画素に対して印加される。一方、画素が起動されない場合、０Ｖが画素に対して印加される。電圧アドレス指定の持続時間は、その画素のフレーム・カウンタによって定められる。この説明は以下に記載する。
【００３７】
図３は、特定の実施例による、制御システム２００におけるペン・トラッキング・ドライバ２０４のソフトウェア・アーキテクチャを示す図である。ソフトウェア・アーキテクチャは、主ルーチン３０２と、アクティブ画素バッファ３０４と、３つのモジュール３０６、３０８及び３１０と、２つのデータ・バッファ３１２及び３１４とを含む。
【００３８】
３つのモジュールは、入力センサ・モジュール３０６と、線画モジュール３０８と、フレーム・カウンタ・モジュール３１０とを含む。前述のモジュールは、並列に実行する３つのスレッドである。スレッドは、２つの主要データ・バッファ（すなわち、サンプリング・リスト３１２及びディスプレイ・リスト３１４）を利用する。サンプリング・リスト３１２は、入力センサによってサンプリングされ、線画モジュール３０８によって処理されていない画面タッチ点を記憶する。ディスプレイ・リスト３１４は、ディスプレイ・コントローラ２０８によって更新される（黒くなる）アクティブ画素を常に把握する。ディスプレイ・リスト３１４は、画素毎の電圧アドレス指定の持続時間を定める、画素毎のフレーム・カウンタも保持する。
【００３９】
入力センサ・モジュール３０６は、入力センサ・パネル２１２から受け取られた入力センサ・サンプル・データ・バッファを監視し、新たなサンプルをサンプル・リストに加える。入力センサ・モジュール３０６は、電子ペーパー・ディスプレイ１００の入力センサ・パネル２１２に接触するにつれてペン・トラッキング・データ２０２を受け取る。特定の実施例では、入力センサ・モジュール３０６は、入力センサ上でタッチされた点の座標の形式でペン・トラッキング・データ２０２を受け取る。特定の実施例では、入力センサ・モジュール３０６は、ペン・トラッキング・データ２０２を受け取り、読み取り可能な別の形式にデータを変換する。入力センサ・モジュール３０６は、ペン・トラッキング・データ２０２が受け取られるにつれて、ペン・トラッキング・データ２０２をサンプリング・リストに追加する。
【００４０】
線画モジュール３０８は、ペン・トラッキング・データ２０２をサンプリング・リスト３１２から読み出す。線画モジュール３０８はペン・トラッキング・データ２０２を使用して近傍サンプル点間に線又は曲線を引く。特定の実施例では、ブレセンハムの線画アルゴリズムを用いて、近傍の２つのサンプル点それぞれの間に線を引く。２点間に線を引くためのアルゴリズムは、コンピュータ・グラフィックスの技術分野における当業者によく理解されており、本明細書では更に詳細に説明しないものとする。
【００４１】
線画処理中、起動させられた画素それぞれは、アクティブ画素バッファ３０４において直ちに更新され、例えば、白の現在の状態値（０ｘＦ）及び黒の、次の状態値（０）が書き込まれる。線画モジュール３０８は、画素のディスプレイ更新を、アクティブ画素バッファ３０４内に画素のその状態を設定し、したがって、所望の状態情報で画素の情報を更新することによって起動させる。線画モジュール３０８は、更新する対象の画素に関連付けられた情報を送出する。アクティブ画素バッファ３０４は、前述の情報を記憶する。この情報には、画像が進むべき方法に関連付けられた情報が含まれる。すなわち、アクティブ画素バッファ３０４は、起動させる対象の画素がどれであるかの判定を助力して、線画モジュール３０８から受け取られたデータに部分的に基づいて画素単位の更新を可能にするための情報を記憶する。
【００４２】
線画の間、描かれた画素それぞれは、アクティブ画素バッファ３０４において直ちに更新される。一方、線画モジュール３０８は更に、線上の各画素をディスプレイ・リスト３１４に追加し、所定の数を用いて画素のフレーム・カウンタをセットする。例えば、特定の実施例では、線画モジュール３０８は、線上の各画素をディスプレイ・リスト３１４に追加し、１５フレームという値にフレーム・カウンタをセットする。処理済サンプル・データ点は次いで、サンプリング・リスト３１２から除去される。
【００４３】
フレーム・カウンタ・モジュール３１０は、ディスプレイ・リスト３１４を反復して走査し、リスト内の画素毎にフレーム・カウンタを検査する。フレーム・カウンタ・モジュール３１０は、画素の更新の持続期間に関する情報を、アクティブ画素バッファ３０４に転送する。すなわち、フレーム・カウンタ・モジュール３１０は、画素の更新毎にフレーム・カウンタを常に把握する。フレーム・カウンタがゼロに等しい場合、このことは、画素の更新が、完了しており、アクティブ画素バッファ３０４においてリセットする必要があることを示す。
【００４４】
図５は、特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ・システムにおけるペン・トラッキング・ドライバ２０４のフレーム・カウンタ・モジュール３１０のフローチャートである。フレーム・カウンタ・モジュール３１０は、ディスプレイ・リスト３１４を走査し（５０２）、ディスプレイ・リスト３１４における画素毎にフレーム・カウンタを検査する。走査がディスプレイ・リスト３１４の最後に達したか否かについて判定（５０４）が行われる。ディスプレイ・リスト３１４の最後に達した場合（５０４−はいの場合）、フレーム・カウンタ・モジュール３１０は、所定の時間間隔の間、待ち、ディスプレイ・リスト３１４を走査（５０２）し続ける。特定の実施例では、フレーム・カウンタ・モジュール３１０は、ディスプレイ・リスト３１４を走査し続けるまで、２０ｍｓの間、待つ。これにより、フレーム・カウンタを減らした後、一定の時間部分の間、ディスプレイの更新の実行が可能になる。
【００４５】
ディスプレイ・リスト３１４の最後に達していない場合（５０４−いいえの場合）、フレーム・カウンタがゼロに等しいか否かについての判定（５０６）が行われる。フレーム・カウンタがゼロに等しくない場合（５０６−いいえの場合）、フレーム・カウンタを１だけ減らす（５１２）。フレーム・カウンタがゼロに等しい場合、このことは、画素が、一状態から次の状態へのその遷移を完了したことを意味する。インデックスが次いで、１だけ増やされ（５１０）、フレーム・カウンタ・モジュール（３１０）は、ディスプレイ・リストの最後に達したか否かを判定（５０４）し続ける。
【００４６】
フレーム・カウンタがゼロに等しい場合（５０６−はいの場合）、画素が一状態から次への（例えば、白から黒への）その遷移を完了したので、アクティブ画素バッファ３０４内の画素値がリセットされる（５１４）。例として、現在画素値であるゼロ、及び次の画素値であるゼロがアクティブ画素バッファ３０４に書き込まれる。ゼロ電圧が、次の状態が生起するまで画素の更新に施される。動作停止にされた画素は、ディスプレイ・リスト３１４から除去される（５１６）。
【００４７】
特定の実施例では、アプリケーション要件（通常、コントラスト及び更新速度）に応じて、ペン・トラッキング画素の所望の状態を達成するよう所定の時間間隔及びフレーム・カウンタ初期値を選択することが可能である。特定の時間間隔では、フレーム・カウンタ初期値が大きいほど、更新の持続時間が長くなる。しかし、フレーム・カウンタ初期値が十分大きい場合、更新された画素は、非常に濃い黒になる。非常に濃くなることが望ましくない場合、フレーム・カウンタ初期値は小さくセットすべきである。
【００４８】
図３に戻れば、主ルーチン３０２は、ディスプレイ・リスト３１４を反復的に検査し、ディスプレイ・リスト３１４が空きでない場合、ディスプレイ・コマンドがディスプレイ・コントローラ２０８に出される。図４は、特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ・システムにおけるペン・トラッキング・ドライバ２０４の主ルーチン３０２のフローチャートを示す。主ルーチン３０２はディスプレイ・リスト３１４を反復して検査し、ディスプレイ・リスト３１４が空きでない場合、ディスプレイ・コマンドがディスプレイ・コントローラ２０８に出される。
【００４９】
主ルーチン３０２が初期化され（４０２）、ディスプレイ・リスト（３１４）が空きか否かが判定される（４０４）。ディスプレイ・リスト３１４が空きの場合（４０４−はいの場合）、ディスプレイ・リスト３１４を検査（３１５）し続ける。ディスプレイ・リスト（３１４）が空きでない場合（４０４‐いいえの場合）、ディスプレイ・コマンドがディスプレイ・コントローラ２０８に出される（４０６）。すなわち、情報が受け取られるにつれ、主ルーチン３０２は、情報をディスプレイ・コントローラ２０８に常に供給するので、ディスプレイ・コントローラ２０８をアクティブに保つ。
【００５０】
図６は、特定の実施例による、電子ペーパー・ディスプレイ１００のペン・トラッキングのタイミングを図示する。特定の実施例では、各波形は２５６個のフレームを含み、２５６個の電圧フレームのディスプレイ更新（６０２）が、２０ｍｓの更新レートで生起する。入力センサ・サンプリング６０４は、２０ｍｓのサンプリング・レートで行われる。線画及びアクティブ画素バッファ更新６０６も、２０ｍｓの更新レートで生起する。すなわち、線画素ディスプレイ更新６０８に示すように、線画素Ｌ１の更新は、起動させると開始し、線画素Ｌ２の更新は、線画素Ｌ１の更新の起動の２０ｍｓ後に生起する。線画素Ｌ３は次いで、線画素Ｌ２の更新の起動の２０ｍｓ後に生起する等である。この画素単位の更新により、電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキングの高速化が可能になる。画素は、更新されるディスプレイ全体とは無関係に、個々に、非常に高速に更新することが可能である。
【００５１】
別の実施例では、更新する対象の将来の画素を判定して高コントラスト及び高速ペン・トラッキング更新を達成するために動き予測を用いることが可能である。前述の将来の画素それぞれは、ペンによって実際にタッチされる時点に先行する数フレームを更新するために起動させることが可能である。その後、起動させた画素がペンによって実際にタッチされない場合、画素更新は直ちにオフにされるか、又は動作停止にされる。この考え方は、特定のペーパー・ディスプレイのリフレクタンス時間応答が、高い非線形性を有することに基づいている。
【００５２】
リフレクタンス時間応答の非線形性は、グレイ状態が、黒又は白の方向に飽和した場合にディスプレイ輝度の変動が小さくなることを示している。このことは、より早い更新開始が、後の特定の期間後まで、人間の目に分からないことになる。したがって、状態遷移全体にある程度の時間を節減するために動き予測を用いることが可能である。飽和帯近くで非線形性が高いほど、より多くの時間を、動き予測を用いることにより、節減することが可能である。
【００５３】
動き予測は、線画処理中に行うことが可能である。線画アルゴリズムは、次の数ステップのペンの動きの方向を予測し、予測された動きの方向にある特定の領域形状における画素のディスプレイ更新を起動させる。予測は、特定のアプリケーションに応じて、線ベース又は曲線ベースであり得る。
【００５４】
図７は、特定の実施例による、動き予測の方法を示す図である。図７に示すように、線７０２は、電子ペーパー・ディスプレイ上に引いた線を表す。図７では、線７０２は、現在の点７０４である。この点は、入力センサがディスプレイにタッチしている場所である。ペン・トラッキングが、将来の点７０６に向けて移動するにつれ、領域７０８内の画素が、所定時間の間、起動させられる。例えば、特定の実施例では、領域７０８内の画素が、６０ｍｓの間、起動させられる。所定期間の後、画素が実際に起動させられない（ペン・トラッキングの移動によって実際にタッチされない）場合、画素が動作停止にされるか、又はオフにされる。これが生起するレートにより、電子ペーパー・ディスプレイ上でペン・トラッキングが行われている際にペン・トラッキングが高速に現れることが可能になる。画素を動作停止にすることは、起動させられた際に当初駆動させられた時間量と同じ時間量の間、逆電圧を用いて逆に駆動させることにより、元の状態に戻すことを意味している。
【００５５】
本明細書及び特許請求の範囲を読めば、当業者は、本明細書及び特許請求の範囲に開示された原理によって、電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキング及び低レーテンシ更新のシステム及び方法の更に別の構造設計及び機能設計を認識するであろう。よって、特定の実施例及びアプリケーションを例証し、説明しているが、本明細書及び特許請求の範囲に開示されたまさにその構成及び構成部分に、本願開示の実施例が限定されないものとする。特許請求の範囲記載の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、当業者に明らかになる種々の修正、変更及び変形を、本明細書及び特許請求の範囲記載の方法及び装置の構成、動作及び詳細において行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月13日(2009.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のディスプレイ更新レートで更新する電子ペーパー・ディスプレイ上の画素を起動させる方法であって、
ペン入力情報を受け取る工程と、
起動させる対象の少なくとも一画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する工程と、
前記少なくとも一画素を前記電子ペーパー・ディスプレイの前記ディスプレイ更新レートと無関係に更新する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
起動させる対象の少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する工程を更に含む方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、
前記少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて起動させる工程と、
所定の時間量の間、前記起動させられた画素上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記起動させられた画素を動作停止にする工程とを更に含む方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法であって、
前記受け取られたペン入力情報に基づいて前記電子ペーパー・ディスプレイの領域を起動させる工程と、
所定の時間量の間、前記起動させられた領域上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記電子ペーパー・ディスプレイの前記起動させられた領域を動作停止にする工程とを更に含む方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、前記ペン入力情報が、タッチ・センサ・ディスプレイ上で受け取られる方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、
画素毎にアクティブ画素情報を保持する工程を更に含む方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、前記アクティブ画素情報を保持する工程は、画素毎にディスプレイ・リストを保持する工程を含む方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法であって、前記アクティブ画素情報を保持する工程は、画素毎にフレーム・カウンタを保持する工程を含む方法。
【請求項９】
電子ペーパー・ディスプレイ上のペン・トラッキングの装置であって、
ペン入力情報を受け取る入力センサ・モジュールと、
起動させる対象の少なくとも一画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定する線画モジュールと、
前記少なくとも一画素を前記電子ペーパー・ディスプレイのディスプレイ更新レートと無関係に更新するモジュールとを備える装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置であって、
起動させる対象の少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて判定するモジュールを更に備える装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の装置であって、
前記少なくとも１つの将来の画素を、前記受け取られたペン入力情報に基づいて起動させるモジュールと、
所定の時間量の間、前記起動させられた画素上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記起動させられた画素を動作停止にするモジュールとを更に備える装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の装置であって、
前記受け取られたペン入力情報に基づいて前記電子ペーパー・ディスプレイの領域を起動させるモジュールと、
所定の時間量の間、前記起動させられた領域上でペン入力情報を受け取らなかったことに応じて、前記電子ペーパー・ディスプレイの前記起動させられた領域を動作停止にするモジュールとを更に備える装置。
【請求項１３】
請求項９記載の装置であって、前記ペン入力情報が、タッチ・センサ・ディスプレイ上で受け取られる装置。
【請求項１４】
請求項９記載の装置であって、
画素毎にアクティブ画素情報を保持するアクティブ画素バッファを更に備える装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の装置であって、前記アクティブ画素情報を保持するアクティブ画素バッファは、画素毎にディスプレイ・リストを保持する機能を含む装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の装置であって、前記アクティブ画素情報を保持するアクティブ画素バッファは、画素毎にフレーム・カウンタを保持する機能を含む装置。
【国際調査報告】
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