为什么“闪烁”可以防止电子墨水显示器上出现重影?


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拥有电子墨水设备(例如Kindle)的任何人都会熟悉“闪烁”的现象-基本上,翻页时,该设备会先将所有像素翻转为黑色,然后绘制“负”页面上的内容,然后将整个内容反转。

Wikipedia页面上的“电子纸”提供了对该问题的简短描述,并将其归因于防止将先前图像“重影”到新图像上的需要。我的证据证实了这一点:如果我使用KDK编写闪烁屏幕的应用程序,则很明显出现了重影。

我的问题是,为什么会发生重影为什么闪烁会阻止重影?我对电子墨水的工作原理有一个大概的了解(由于前面提到的Wiki文章),但是没有任何东西可以向我解释为什么会出现重影,或者为什么将电荷反转几次可以缓解此问题。


这让人想起写入前的磁芯存储器擦除(和磁带消磁等),以及写入前的EEPROM块擦除等。
哈兹2014年

Answers:


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像素由悬浮在白色液体中的充满黑色墨水的小球组成,而像素的外观取决于在液体顶部附近有多少百分比的球。对于黑色像素,理想情况是全部位于顶部,而对于白色像素则理想在底部。如果仅其中一些位于顶部,或者其中许多漂浮在中途等,则该像素可能看起来像是灰色阴影。您可能会将浮动球视为子像素。

通过将适当的电荷施加到每个单元,这些球到达顶部或底部。但是,每个单元可能会受到其邻居以及所施加电荷的影响。在一定程度上,这些球被吸引到相邻的单元(水平)而不是其自身的单元(垂直)充电,它们不会在预期的位置缠绕。如果一个单元格从黑色变为白色,并且其所有邻居也都改变了,则它比某些邻居保持黑色状态或朝着其他方向过渡的过程更为彻底。这就是重影的来源。

解决方案是将整个屏幕驱动为黑白(或类似)状态,以使相邻单元中的任何一个单元都没有问题,然后应用所需的屏幕图像。每次屏幕写入均从已擦拭干净的屏幕开始,因此不会有前一个屏幕的残像。


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尽管EInk已为白色液体显示器中的黑色颗粒申请了专利,但货运商品是一种双重颗粒系统,由一个电荷的白色颗粒和相反电荷的黑色颗粒组成。

这些是电泳显示器,这只是“在电场中使粒子运动通过流体”的一种奇特的方式。粒子本身会被预充电,施加的电压会产生电场以将粒子拖到显示器中。通过空间稳定过程防止了颗粒彼此粘附。颗粒旨在通过控制流体中的粘度来保持其在流体中的位置。

颗粒和流体被封装在小的透明柔性球体中(它们将流体中的黑色和白色球体称为“内相”),这些球体以均匀的层施加在TFT面板上。微封装是为了防止由于相邻像素处于不同水平而导致的来自横向电场的粒子的横向迁移。

灰度由白色与黑色颗粒混合物的状态决定。由于它们具有相反的电荷,因此可以很容易地看到一种全电压将所有黑色粒子拉到顶部,而将全电压反向将所有白色粒子拉到顶部。中间状态是两者的混合。

出现问题的地方是存在许多可能产生相同灰度状态的电压设置。原因实际上很简单,例如,如果您的灰色状态仅比最白的白色稍暗,则意味着您仅需要在顶部附近添加一些深色粒子。其余黑色粒子所在的位置无法确定黑暗度,但会影响电池中的电荷状态。您可以将所有黑色粒子放在显示器的背面,也可以全部放在一堆白色粒子下方的一层中。

这的真正含义是系统中存在滞后现象,向像素施加适当的电压以获得一定的灰度将在很大程度上取决于其历史。如果有两种情况1:连续有5个场景,其中像素为白色,然后在第6帧上需要变为黑色;或2:如果有6个场景,像素为相同的黑色水平。从第5帧过渡到第6帧时,这两种情况要求像素上的电压不同。

驱动这些显示器的控制器会随着时间的推移跟踪每个像素的电压历史记录,但是最终它耗尽了空间,可以在下一帧达到正确的灰度等级。然后发生的是显示重置,其中像素先闪烁为白色,然后闪烁为黑色,然后重新写入。这再次开始了对光学轨迹的跟踪。

通常,重置脉冲每5-8个屏幕刷新发生一次。

因此,不,施加的电压不会在系统中注入电荷,电荷已经存在,它们会随着施加的电压而移动。不可以,重置脉冲不能纠正相邻像素的损坏。这可以通过微封装解决。这是两粒子系统,而不是白色墨水中的黑色粒子系统。

这是专利USPTO 6987603 B2的横截面: 在此处输入图片说明

122 =间隔球,用于保持前面板与TFT的分离

104 =柔性微封装-处于压碎状态的显示器

110 =白色/黑色颗粒

108 =黑色/白色颗粒

118 = TFT电极

114 =普通(aka Vcom)ITO电极


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闪烁使电量均匀。没有它,您将有前一页的剩余费用。

通过在整个页面上填充一个电荷,然后反转该电荷,您就可以清除该剩余电荷。


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当然,有更好的方法……
endolith 2011年

不是开玩笑。闪烁是如此缓慢且令人讨厌,以至于我昂贵的电子阅读器正坐在角落里收集灰尘。技术失败。
Brian Knoblauch

@BrianKnoblauch,在更新的显示器上速度更快。我很喜欢我的蜡烛!那绝对是设计目标。
2011年

啊。我喜欢纸。
Erik Friesen 2014年

@ErikFriesen我也是。我发现一个点燃枪根本无法达到真正的纸张可以到达的地方。也不会冲洗。
Majenko
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