第１６回電子ペーパーシンポジウム

電子タイルで環境をデザインする
東海大学 工学部 光・画像工学科
面谷 信
２０２０/３/６

講演内容• 電子タイルとは？
• 他技術との棲み分け• 視認性の見積もり• 期待される用途• 試作状況
• 展望と期待Applications of e-PaperLarge

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Wall decoration
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Small3

San Diego International Airport’s
New Rental Car Center (Sep. 13, 2017)
E Ink’s DAZZLE(2,100 tiles)

4
http://ueberall.us/wp-content/uploads/2017/01/DAZZLE_Dronestill_13-2.jpg

Simple installation of e-Tile

10 cm

10 cm

e-Tile offers display areas ofany size simply by arraying thenecessary number of e-Tiles.
1cm1cm5

Giant application for stadium wall6

棲み分けは？

7

LED/LCDとの棲み分け
LCDResolution

LEDe-Tile
1

10
Screen size（m)1008Challenges for LED/LCD
as large wall displays• Initial cost（Custom arrangement and Installation）• Operating cost（Power consumption）• Weight（Too heavy for simple installation ）• Environmental acceptance（Annoying vividness)
Proposal of solution!

e-Tileusing e-paper

asLow power, light, modest display unit
9Comparison of large area display methods
ItemLED / LCDe-Tile

Resolution

High (^o^)

LowResponseHigh (^o^)

Low

Device costHighLow (^o^)

Operation costHighLow (^o^)

LowHigh (^o^)

WeatherproofLow

High (^o^)

Characteristics

Vivid color[MotionModest monotone
10[Still Picture]

Outdoorvisibility

画素サイズと想定観察距離11Viewing distance enough for invisibility of pixels
Minimum angular vision: θ = 0.017
Regular eyesight

Pixel size

θ = 0.017

Viewing distance
Pixel size Sufficient viewing distance
0.5 cm

17 m

1 cm

33 m

2 cm

67 m

12

印刷見本による視認性の確認
観察評価用印刷物の作成方法
１．白黒２値化，ディザ処理
２．印刷時に画素サイズが1 ㎝×1 ㎝正方になるように調節
３．1 ｍ正方用紙へのインクジェット印刷（約100 dot正方）

二値化画像

1 cm画素による画像の画質評価実験
観察距離を40 ，32，24，16，8，6，4，3，2，1.5，1 mと徐々に縮めながら，各地点で画像評価
画質をどう感じるか
画う感じるか 個々の画素が見えるか
個々の画素が見えるか画う感じ
5

画質をどう感じるか

画質をどう感じるか画質をどう

劣化が全く感じられない

3

見えない

2

見える気がする

3

劣化が感じられる

1

見える

2

強く劣化が感じられる

1

とても強く劣化が感じられる

4 気にはならないが劣化が感じられる

画像

40～1 m（被験者10人）

被験者と画像の位置

評価結果

劣化が感じられない

見えない

5

画質評価

画素評価

3

2

1

見える

00.2

0.4

0.6

視角（度）

画素評価

画素が見えなくなる視角（評価が2を上回る）

0.02 °
被験者の画像との距離

28 m0.8劣化が感じられる

4321
00.2

0.4

0.6

視角（度）

画質評価

画質劣化が気にならなくなる視角（評価が4を上回る）

0.02 °
被験者の画像との距離

28 m

0.8

用途の想定

用途分類
屋内垂直系
水平系

建築物
自立物
床天井

○○
○
△

屋外
（耐候性必要）○○○―備考
建築基準遵守補強必要
落下防止

Typical cases of covering large area by e-Tiles

Display
area

Total
tiles

Case (1)Case (2)Case (3)

Width

3m

6m

12 m

Height2m

4m

8m

Pixels60,000240,000

960,000

Number

600 tiles

2,400 tiles

9,600 tiles

Weight42 kg

168 kg672 kgTypical scene

18

Example of design wall construction100 pixel tile
10 cm

2m
Number of tiles：20×30 = 600
Total pixel number：100×600 = 60,000

3m

19Design simulationfor 2 m×3 m wallInformation
Photographic design
20

21

22

23

Corridor decorated by e-Tiles

浅草線大門駅プラットホームに未利用白壁

ブランドショップの入口外に可変デザインWallを付加し他店と差別化

（屋内）

（屋外）

店内の壁面デザイン（現状はLCD導入済み）：銀座資生堂

壁面全体のデザインWall化（銀座）：現状は固定デザイン

無機質なビル壁面にデザインや情報を付加（虎ノ門）第10回電子ペーパーシンポジウム

仮囲い第10回電子ペーパーシンポジウム

ビル全体をメッセージボードにプロトタイプ製作

Prototyping of e-Tile
10 cm

10 cm

Design philosophy• Standardized universal unit
• intentionally low resolution• Simply black & whiteMethods
1cm1cm• Direct driving of every pixel(No-matrix driving)• Serial connection of tiles

33

Target and result

Prototype tile

Mock-up tile34

Specs of e-Tile prototype（Ver. 1）
Item
Display method
Dimensions
Pixel size
Number of pixels
ReflectanceContrast ratio
Image expression
Driving method

SpecsElectrophoretic display
100 mm x 100 mm x 7 mm (70 g)
10 mm x 10 mm
100 pixels / tile
36.6% (white), 3.5% (black) for D65
10.5 (white / black)
Binary black and white
Segmented driving
35

Array of 9 tiles（30×30 pixel)

36

第10回電子ペーパーシンポジウム

新試作品（Ver. 2）

新規確認項目
1) 回路、コネクタのシンプル化
2) 集合パネル上に配置
3) 表面保護層の付加第10回電子ペーパーシンポジウム

集合パネル上に配置

Next stepChallenges• Killer applications• Cost down
• Standardization
Step by step development• Large（1～3 m width） to Giant（5～20 m width）• Indoor to Outdoor• Wall to Floor• Variations of pixel size and tile size39

氏 名：面谷 信 （おもだに まこと）
会社名：東海大学
所 属：工学部 光・画像工学科
略 歴：
1980年東北大学大学院機械工学第二専攻修士課程修了。
同年日本電信電話公社（現NTT）入社（横須賀電気通信研究所に勤務）。
1987年 工学博士（東京大学）。
1997年東海大学 工学部 光学工学科 助教授。
現在 同大学 光・画像工学科 教授。
JBMIA電子ペーパーコンソーシアム委員長、日本画像学会会長(フェロー)、日本印刷学会理事、画像電子学会フェロー
電子ペーパー, 3D表示, 視覚認識等の研究に従事。