JP2008158399A - 消費電力削減装置、自発光表示装置、電子機器、消費電力削減方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を削減しようとすると、画像自体の変化や明らかな画質の低下が視認される。
【解決手段】アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減装置に、（ａ）基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、（ｂ）補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する階調変換部とを搭載する。これにより、視線の集中する領域における輝度削減を最小限に抑制しながら、気づき難い部分で表示輝度を積極的に低減できる。
【選択図】図２

Description

この明細書で説明する発明は、アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する技術に関する。なお、ここでの発明は、消費電力削減装置、自発光表示装置、電子機器、消費電力削減方法及びコンピュータプログラムとしての側面を有する。

現在、多くの電子機器にフラット型の表示デバイスが搭載されている。
現時点では、非自発光型の液晶ディスプレイが多く採用されているが、依然として視野角の狭さや応答速度の遅さが指摘され続けている。

一方、自発光型のディスプレイにはこれらの技術課題がないのに加え、バックライト不要の薄い形態、高輝度、高コントラスト等を達成できるため、次世代の表示デバイスとして期待されている。

ところで、自発光型の表示デバイスでは、画面内の平均表示輝度が高いほど消費電力を多く必要とする。このため、高画質化と低消費電力化の両立が技術課題として考えられている。以下、現在提案されている表示技術の幾つかを例示する。

特開２００３−２１６０９２号公報 この特許文献には、映像表示データを画像処理し、明画素の数及び強度を減らすようにフォーマット変換することで消費電力を削減する技術が開示されている。しかし、この表示技術の場合、表示内容が元画像とは明らかに異なってしまう問題がある。

特開２００１−１８４０１５号公報 この特許文献には、表示タイミングの走査休止期間においてのみ、駆動回路の電源電圧をゼロに制御する技術が開示されている。この表示技術の場合、画質を低下させずに消費電力を低下することができる。しかし、消費電力の削減効果は、駆動回路の消費電力に限定され、表示デバイス全体としての効果は限定的である。

そこで、発明者は、アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減装置として、（ａ）基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、（ｂ）補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する階調変換部とを有するものを提案する。

また、発明者は、アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減装置として、（ａ）基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、（ｂ）データ線を駆動するアナログ電圧に元画像データを変換するディジタル／アナログ変換回路のガンマ基準電圧を、補正パターンに基づいて可変制御するガンマ基準電圧制御部とを有するものを提案する。

発明者の提案する発明の場合、視線の集中する領域における輝度削減を最小限に抑制しながら、気づき難い部分で表示輝度を積極的に低減することができる。結果的に、本来のコントラスト感を仕様においても見た目においても損なわれないように消費電力を削減できる。

以下、発明をアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイ装置（自発光表示装置）に適用する場合に好適な駆動制御例を説明する。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。

（Ａ）形態例１
（Ａ−１）有機ＥＬディスプレイ装置の機能構成
図１に、有機ＥＬディスプレイ装置１の機能構成を示す。有機ＥＬディスプレイ装置１は、有機ＥＬパネルモジュール３及び消費電力削減部５で構成される。
有機ＥＬパネルモジュール３は、画素をパネル解像度に応じてマトリクス状に配置した有機ＥＬパネルとドライバＩＣブロックで構成される。

このうち、有機ＥＬパネルはカラー表示用であり、画素は発光色別に配置される。ただし、画素が複数色の発光層を積層した構造の有機ＥＬ素子の場合、１つの画素が複数の発光色に対応する。

ドライバＩＣブロックは、データ線を駆動制御するデータ線ドライバと走査線を駆動制御する走査線ドライバで構成される。なお、ドライバＩＣブロックには、これらドライバに駆動タイミングを与えるタイミングジェネレータも搭載される。

消費電力削減部５は、画質低下が視認されないように元画像データを階調変換しながら消費電力を下げる処理デバイスである。この形態例における消費電力削減部５は、表示内容検出部１１、補正パターン生成部１３及び階調変換部１５で構成される。

表示内容検出部１１は、元画像の表示内容を検出する処理を実行する。この形態例の場合、表示内容検出部１１は、各フレームを構成する全画素について階調値のバラツキを検出する処理を実行する。階調値のバラツキは、例えば標準偏差や度数分布に基づいて検出する。

なお、この形態例の場合、１画素が複数個の単色画素（サブ画素）で構成されている。従って、表示内容検出部１１は、輝度情報（グレー信号）に相当する階調値に変換された状態で階調値のバラツキを検出する。検出されたバラツキ情報は、補正パターン生成部１３に出力される。

補正パターン生成部１３は、検出されたバラツキ情報に基づいて元画像に重畳する補正パターン（すなわち、輝度ムラパターン）のパターンレベルを決定し、決定されたパターンレベルに対応する補正パターンを生成する処理を実行する。

パターンレベルは、検出されたバラツキ情報が事前に定めた複数通りのバラツキ範囲のうちにいずれに属するかにより決定する。なお、バラツキ範囲は事前の実験等により決定する。また、バラツキ範囲は何段階でも良い。

図２に、元画像に補正パターンの重畳イメージを示す。図２（Ａ）は、元画像例である。ここでは、全面白レベル（１００％輝度）を想定する。図２（Ｂ）は、補正パターン例である。ここでは、画面中央を中心として同心円方向に輝度が低下するパターンを想定する。

図２（Ｃ）は、元画像の輝度レベルの変化を画面の対角線方向について表した図である。図２（Ｄ）は、補正パターンの輝度レベルを対角線方向に表した図である。図２（Ｄ）の場合、輝度レベルは放物線に沿って変化する。

補正パターンに求められる特性は、消費電力の低減効果を発揮する補正パターンを元画像に重畳した際に発生する輝度の変化が見た目に分からないことである。

この形態例の場合、補正パターンに求められる特性を以下の３つの条件と定義する。
（ａ）補正パターン重畳後の画面輝度は、最大輝度点（この例の場合、画面中央）から外方に一様かつ連続に低下する。ここでの最大輝度点は、特許請求の範囲における「基準領域」に対応する。

（ｂ）一般的な表示装置の輝度ユニフォミティの程度を考慮して、輝度低下量の最大値を設定する。例えば、輝度低下量の最大値（最大輝度低下率）は４０％程度に設定する。すなわち、最も輝度が低下した画素位置の輝度が６０％程度になるように設定する。
（ｃ）補正パターン重畳後の最大輝度点の周辺では、輝度勾配が他の領域部分と同等か他の領域部分に比して緩やかになる。

図２（Ｂ）の補正パターンは、これら３つの条件を満たすように生成されている。もっとも、図２（Ｂ）は、あくまでも補正パターンを重畳した後の輝度特性を表すものであり、実際の表示内容とは無関係である。

ところで、検出されたバラツキ情報に基づいて元画像に重畳する補正パターンのパターンレベル（輝度低下量の最大値）を可変するのは、人間の視覚特性上、画像の内容により輝度低下の視認のされ易さに程度の差があるためである。

例えば階調差があまり無い画像（ベタ画面）やこれに近い（ある範囲内の階調値に度数が集中する）画像の場合には、輝度変化が輝度ムラとして視認され易い。一方、様々な階調が含まれる画像（例えば写真や動画像）の場合には、輝度変化が輝度ムラとして視認がされ難い。

そこで、補正パターン生成部１３は、図３に示す判定テーブルに従い、補正パターン（変換パラメータαx_ny_n）の最低値αmin ［％］を調整する処理を実行する。前述したように、判定テーブルには、何段階かのバラツキ範囲が設定されている。

因みに、個々のバラツキ範囲に対応づける最低値αmin［％］は、事前の実験や経験に従い、有機ＥＬパネルの発光特性等も考慮して対応関係を規定する。ここで、バラツキ範囲の最小値には、補正パターン（変換パラメータαx_ny_n）の最低値αmin ［％］として１００％が対応づけられる。このことは、元画像データをそのまま出力することを意味する。すなわち、補正パターンの重畳を停止することを意味する。

なお、最低値αmin ［％］は、対応画素の元画像輝度を１００％輝度として表される。
ところで、補正パターンの重畳により本来のコントラスト感を損なわないためには、最低値αmin ［％］の調整だけでは不十分である。すなわち、補正パターンの輝度勾配の与え方にも注意が必要である。

例えば、表示内容の中心的に位置する部分又は視点を集中させたい部分では、大きな輝度変化を伴う補正パターンを重畳するのを避けることが求められる。この形態例では、最大輝度点を画面中央に設定するので、画面中央近辺の輝度変化を小さくすることが求められる。

この形態例では、図２（Ｄ）に示すように、画面中央に放物線の頂点が位置するように補正パターンを生成する。

階調変換部１５は、生成された補正パターンを元画像データに重畳する処理を実行する。具体的には、生成された補正パターンの輝度低下量に従って元画像データを階調変換する処理を実行する。

（Ａ−２）処理動作の内容
図４に、有機ＥＬディスプレイ装置１で実行される処理動作の実行手順例を示す。
まず最初に、表示内容検出部１１において、処理対象である元画像データの階調値のバラツキが検出される（Ｓ１）。

この検出結果に基づき、補正パターン生成部１３が最大輝度座標Ｃ（ｘ，ｙ）と最低値αmin ［％］を設定する（Ｓ２）。ただし、この形態例の場合、最大輝度座標Ｃ（ｘ，ｙ）は画面中央に固定されているので変換パラメータαx_ny_nの最低値αmin ［％］だけが設定される。

ここで、ｘは、パネル解像度の水平方向にあたる画素座標である。一方、ｙは、パネル解像度の垂直方向にあたる画素座標である。
以上より、図５に示すＶＧＡ画素解像度の画面の最大輝度座標Ｃ（ｘ，ｙ）は（３２０，２４０）で与えられ、変換パラメータαx_ny_nの最低値αmin ［％］は６０％で与えられる。

次に、補正パターン生成部１３は、画面上で中央位置から最も離れた画素（４隅）の輝度が最低値αmin ［％］になる方程式を導出し、導出された方程式に基づいて各画素に対応する変換パラメータαx_ny_n［％］を導出する。ここで、変換パラメータαx_ny_n［％］は、対応画素の元画像輝度を１００％輝度として表される。

前述したように、最大輝度点周辺の勾配が他の部分に比べて緩やかか同等になるような条件式を考慮して、一次又は二次方程式の計算式を導出する。二次曲線に沿って補正パターンを重畳したいので、ここでは以下の二次方程式について考察する。

１００−αx_ny_n＝（ａｚ^２＋ｂｚ＋ｃ）
なお、変換パラメータαx_ny_nは、画素座標Ｐ（ｘ_n 、ｙ_n ）の元画像データに対する輝度低下率を示す。また、変数ｚは、最大輝度座標Ｃ（ｘ，ｙ）から画素座標Ｐ（ｘ_n 、ｙ_n ）までの直線距離を示す。

１画素のサイズは、全ての画素で同一である。従って、変数ｚは、全て画素位置の座標値を用いて計算することができる。すなわち、ｚ＝√（｜ｘ_n −ｘ｜^２＋｜ｙ_n −ｙ｜^２）として表すことができる。

この他、二次方程式には、係数ａ、ｂ、ｃが存在する。このうち、係数ｃは、最大輝度点の輝度低下量を与える。ここでは、輝度低下させないものとし、係数ｃをゼロに設定する。
また、二次方程式を単純化して計算を容易にする目的で係数ｂをゼロに設定する。

すると、二次方程式は、次式のように単純な二乗曲線として表すことができる。
αx_ny_n＝１００−ａ×{√（｜ｘ_n −ｘ｜^２＋｜ｙ_n −ｙ｜^２）}^２
この形態例の場合、画面四隅の条件が確定している。従って、変換パラメータαx_ny_nの最低値αmin ＝６０、ｘ＝３２０、ｙ＝２４０、ｘ_n ＝０又は６４０、ｙ_n ＝０又は４８０を代入すると、４０＝ａ×４００² が導出される。よって、係数ａ＝１／４０００が確定する（Ｓ３）。

この係数ａを前式に代入すると、次式のように、任意の画素座標Ｐ（ｘ_n 、ｙ_n ）に対する変換パラメータαx_ny_n［％］を導き出すことができる（Ｓ４）。
αx_ny_n＝１００−（１／４０００）×{√（｜ｘ_n −ｘ｜^２＋｜ｙ_n −ｙ｜^２）}^２
なお、変換パラメータαx_ny_n［％］は、ＲＧＢに共通の変換パラメータである。

各画素について導出された変換パラメータαx_ny_n［％］は、補正パターン生成部１３から階調変換部１５に与えられる。
階調変換部１５は、画素毎に対応する変換パラメータαx_ny_n［％］を乗算して元画像データを変換する処理を実行する（Ｓ５）。

変換処理の実行は、元画像データの伝送順（入力順）に実行する。
ここでの変換処理は、変換前の元画像データをβｂx_ny_n、変換後の元画像データをβａx_ny_nとすると、次式で与えられる。
βａx_ny_n＝βｂx_ny_n×αx_ny_n／１００

この変換処理の結果、図２（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、画面の周辺方向に徐々に画面輝度が低下する画像に元画像を変換することができる。

なお、最低値αmin ［％］に対応する変換パラメータαx_ny_n［％］をＲＯＭテーブルその他の記憶媒体に格納しておき、バラツキ情報により決定された最低値αmin ［％］に対応する変換パラメータαx_ny_nを読み出すことにより階調変換を実行しても良い。

（Ａ−３）形態例の効果
以上説明したように、形態例に係る消費電力削減部５を適用することにより、輝度変化が視認され難い表示状態を確保しながらも、消費電力が小さくなるように元画像を変換することができる。

すなわち、人に気づかれ難い画面周辺部分の発光輝度を積極的に低下させることができ、元画像をそのまま表示する場合に比して消費電力を低減することができる。
なお、この消費電力の低減は、多くの電力が消費される有機ＥＬパネル部分で発生する。従って、従来技術に比べて格段に大きな省電力効果が実現される。

因みに有機ＥＬディスプレイ装置１がバッテリー駆動される場合には動作時間を伸ばすことができる。
また、形態例に係る消費電力削減部５の場合には、視点が集中する領域部分の輝度低下量が最小限に抑えられるため、有機ＥＬディスプレイ装置本来のコントラスト感（輝き感や眩しさ感にあたるもの）を仕様においても見た目においても損なわずに済む。

（Ｂ）形態例２
（Ｂ−１）有機ＥＬディスプレイ装置の機能構成
図６に、有機ＥＬディスプレイ装置２１の機能構成を示す。図６には、図１との対応部分に同一符号を付して示す。

有機ＥＬディスプレイ装置２１も、基本構成は形態例１の有機ＥＬディスプレイ装置１と同じである。
すなわち、有機ＥＬディスプレイ装置２１は、有機ＥＬパネルモジュール３及び消費電力削減部２３で構成される。

有機ＥＬパネルモジュール３は、画素をパネル解像度に応じてマトリクス状に配置した有機ＥＬパネル３１とドライバＩＣブロック３３で構成される。ここでの有機ＥＬパネル３１もカラー表示用であり、画素は発光色別に配置される。また、画素が複数色の発光層を積層した構造の有機ＥＬ素子の場合、１つの画素が複数の発光色に対応する。

ドライバＩＣブロック３３は、データ線を駆動制御するデータ線ドライバと走査線を駆動制御する走査線ドライバで構成される。なお、この形態例の場合、ドライバＩＣブロック３３には、ガンマ基準電圧発生用のＤ／Ａ変換回路が搭載される。

このＤ／Ａ変換回路で発生されたガンマ基準電圧が、データ線ドライバの出力段に配置されるＤ／Ａ変換回路に供給される。また、ドライバＩＣブロック３３には、データ線ドライバや走査線ドライバに駆動タイミングを与えるタイミングジェネレータが搭載される。

消費電力削減部２３は、画質低下が視認されないように消費電力を下げるようにガンマ基準電圧を走査線単位で（垂直同期信号に同期して）可変制御する処理デバイスである。すなわち、この形態例では、ガンマ基準電圧を可変制御することにより、元画像データを階調変換する場合と同じ輝度変化を画面上に発生させる方法を採用する。

消費電力削減部２１は、表示内容検出部１１、補正パターン生成部２５及びガンマ基準電圧制御部２７で構成される。表示内容検出部１１の処理内容は形態例１と同じであるので説明を省略する。

補正パターン生成部２５は、検出されたバラツキ情報に基づいて元画像に重畳する補正パターン（すなわち、輝度ムラパターン）のパターンレベルを決定し、決定されたパターンレベルに対応する補正パターンを生成する処理を実行する。

図７に、ガンマ基準電圧の可変制御による補正パターンの重畳イメージを示す。図７（Ａ）は、元画像例である。ここでは、全面白レベル（１００％輝度）を想定する。図７（Ｂ）は、補正パターン例である。ここでは、画面上端に位置する走査線を最高輝度点とし、画面の下端方向に徐々に輝度が低下するパターンを想定する。

図７（Ｃ）は、元画像における輝度レベルの変化を垂直方向について表した図である。図７（Ｄ）は、補正パターン重畳後の輝度レベルの変化を垂直方向について表した図である。図７（Ｄ）の場合、画面の最下端が６０％輝度まで低下する。
補正パターンに求められる特性は、形態例１の場合と全く同じであるので説明を省略する。

ガンマ基準電圧制御部２７は、生成された補正パターンと同じ輝度変化が画面上に現れるように、データ線ドライバに供給されるガンマ基準電圧値を制御する処理を実行する。例えばガンマ基準電圧制御部２７は、ガンマ基準電圧発生用のＤ／Ａ変換回路に与えるディジタル値を出力する。

結果的に、データ線には補正パターンにより元画像データを階調変換したのと同じアナログ電圧が印加される。
なお、ガンマ基準電圧制御部２７によるガンマ基準電圧の制御は、垂直同期信号周期で実行される。

有機ＥＬパネル３１は線順次駆動方式で駆動されることがほとんどであり、実質的に垂直方向に対してのみガンマ基準電圧の駆動が可能なためである。
因みに、ガンマ基準電圧を可変制御する場合、階調表現性能が補正パターンの影響で損なわれずに済む。この点において、形態例１よりも画質の低下が少なく済む。

（Ｂ−２）処理動作の内容
図８に、有機ＥＬディスプレイ装置２１で実行される処理動作の実行手順例を示す。
まず最初に、表示内容検出部１１において、処理対象である元画像データの階調値のバラツキが検出される（Ｓ１１）。

この検出結果に基づき、補正パターン生成部２５が最大輝度座標Ｃ（ｙ）と最低値αmin ［％］を設定する（Ｓ１２）。この形態例の場合、最大輝度座標Ｃ（ｙ）は画面中央に固定されている。従って、垂直方向についての変換パラメータαy_nの最低値αmin ［％］だけが設定される。

ここで、ｙはパネル解像度の垂直方向の位置を与える画素座標である。
以上より、図９に示すＶＧＡ画素解像度の画面の最大輝度座標Ｃ（ｙ）は２４０で与えられ、変換パラメータαy_nの最低値αmin ［％］は６０％で与えられる。

次に、補正パターン生成部２５は、画面上で中央位置から最も離れた画素（上端及び下端）の輝度が最低値αmin ［％］になる方程式を導出し、導出された方程式に基づいて各画素に対応する変換パラメータαy_n［％］を導出する。ここで、変換パラメータαy_n［％］は、対応画素の元画像輝度を１００％輝度として表される。

前述したように、最大輝度点周辺の勾配が他の部分に比べて緩やかか同等になるような条件式を考慮して、一次又は二次方程式の計算式を導出する。二次曲線に沿って補正パターンを重畳したいので、ここでは以下の二次方程式について考察する。

１００−αy_n＝（ａｚ^２＋ｂｚ＋ｃ）
なお、変換パラメータαy_nは、ある走査線上に位置する全画素（画素座標Ｐ（ｙ_n ）で表される）に対する画面輝度を示す。また、変数ｚは、最大輝度座標Ｃ（ｙ）から各走査線（画素座標Ｐ（ｙ_n ）で表される）までの直線距離を示す。

１画素のサイズは、全ての画素で同一である。従って、変数ｚは、垂直方向の画素数であ与えられる。すなわち、ｚ＝｜ｙ_n −ｙ｜として表すことができる。
この他、二次方程式には、係数ａ、ｂ、ｃが存在する。このうち、係数ｃは、最大輝度点の輝度低下量を与える。ここでは、輝度低下させないものとし、係数ｃをゼロに設定する。また、二次方程式を単純化して計算を容易にする目的で係数ｂをゼロに設定する。

すると、二次方程式は、次式のように単純な二乗曲線として表すことができる。
αy_n＝１００−ａ×｜ｙ_n −ｙ｜^２
この形態例の場合、画面の上端及び下端についての条件が確定している。

従って、変換パラメータαy_nの最低値αmin ＝６０、ｙ＝２４０、ｙ_n ＝０又は４８０を代入すると、４０＝ａ×２４０² が導出される。よって、係数ａ＝１／１４４０が確定する（Ｓ１３）。

この係数ａを前式に代入すると、次式のように、任意の走査線上に位置する画素座標Ｐ（ｘ_n 、ｙ_n ）に対する変換パラメータαy_n［％］を導き出すことができる（Ｓ１４）。
αy_n＝１００−（１／１４４０）×｜ｙ_n −ｙ｜^２
なお、変換パラメータαy_n［％］は、ＲＧＢに共通の変換パラメータである。

各画素について導出された変換パラメータαy_n［％］は、補正パターン生成部２５からガンマ基準電圧制御部２７に与えられる。
ガンマ基準電圧制御部２７は、画素毎に対応する変換パラメータαy_n［％］でガンマ基準電圧を可変制御する処理を実行する（Ｓ１５）。

可変制御処理の実行は、垂直同期信号に同期して実行する。
ここでの可変制御処理は、通常のガンマ基準電圧をＶγb-const、変換後のガンマ基準電圧Ｖγａとすると、次式で与えられる。
Ｖγａ＝Ｖγb-const×αy_n／１００

このガンマ基準電圧の可変制御処理の結果、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、画面中央から上下端方向に徐々に画面輝度が低下する画像に元画像を変換することができる。
なお、この形態例の場合も、最低値αmin ［％］に対応する変換パラメータαy_n［％］をＲＯＭテーブルその他の記憶媒体に格納しておき、バラツキ情報により決定された最低値αmin ［％］に対応する変換パラメータαy_nを読み出すことにより階調変換を実行しても良い。

（Ｂ−３）形態例の効果
以上説明したように、形態例に係る消費電力削減部２３を適用することにより、輝度変化が視認され難い表示状態を確保しながらも、消費電力が小さくなるようにガンマ基準電圧を変調することができる。

すなわち、人に気づかれ難い画面周辺部分の発光輝度を積極的に低下させることができ、元画像をそのまま表示する場合に比して消費電力を低減することができる。

なお、この消費電力の低減は、多くの電力が消費される有機ＥＬパネル部分で発生する。従って、従来技術に比べて格段に大きな省電力効果が実現される。
因みに有機ＥＬディスプレイ装置２１がバッテリー駆動される場合には動作時間を伸ばすことができる。

また、形態例に係る消費電力削減部２３の場合には、視点が集中する領域部分の輝度低下量が最小限に抑えられるため、有機ＥＬディスプレイ装置本来のコントラスト感（輝き感や眩しさ感にあたるもの）を仕様においても見た目においても損なわずに済む。
また、この形態例の場合、垂直方向に階調再現性を損なわずに補正パターンを重畳することができる。

（Ｃ）他の形態例
（Ｃ−１）最大輝度点の他の設定手法１
前述の形態例においては、画面中央又は垂直方向中央に最大輝度点を設定する場合について説明した。この設定手法は、画面中央に人の視線が集まりやすいためである。

しかし、バラツキ情報と同様、元画像データより各フレームの最大輝度点を検出して設定しても良い。一般に画面内で最も輝度の高い画素は視線の集まる場所であるためである。また、本来のコントラスト感を損なわないためにも有効である。この場合、最大輝度点は、表示内容の変化に連動してフレーム単位で設定位置が可変される。

なお、画素単位で最高輝度を検出すると必ずしも注目点とは異なる画素が最大輝度点に設定される可能性がある。従って、図１１に示すように、表示画面を複数のブロック領域に分割し、各ブロック領域の階調値の平均レベルを比較することにより、最も平均レベルの高い領域内に最大輝度点を設定する仕組みを採用することが望ましい。

（Ｃ−２）最大輝度点の他の設定手法２
前述の形態例においては、画面中央又は垂直方向中央に最大輝度点を設定する場合について説明した。

しかし、最大輝度点は外部よりアプリケーションコンテンツに連動して個別に設定しても良い。図１２に、設定例を示す。図１２では、実際上の最高輝度点である画面左上の最高輝度点とは別に画面右下部分に最大輝度点が設定されている。すなわち、「木」の部分に最大輝度点が設定されている。

これは、注目領域としての「木」のコントラスト感を確保し、画質の低下が視認されないようにするためである。
図１３及び図１４に、この種の制御手法に対応した有機ＥＬディスプレイ装置例を示す。

図１３は、形態例１に対応する有機ＥＬディスプレイ装置４１の構成例である。図１３には、図１との対応部分に同一符号を付して表している。有機ＥＬディスプレイ装置４１の場合、最大輝度点の情報が消費電力削減部４３の補正パターン生成部１３に外部から与えられる。勿論、最大輝度点は画素座標として与えられる。なお、最大輝度点の供給はフレーム単位に限らず、シーン単位、コンテンツ単位でも良い。

図１４は、形態例１に対応する有機ＥＬディスプレイ装置５１の構成例である。図１４には、図６との対応部分に同一符号を付して表している。有機ＥＬディスプレイ装置５１の場合、最大輝度点の情報が消費電力削減部５３の補正パターン生成部２５に外部から与えられる。基本的に、最大輝度点は走査線単位で与えられるが、画素座標として与えても良い。画素座標で最大輝度点が与えられた場合には、当該画素座標の属する走査線が最大輝度点として設定される。

（Ｃ−３）バラツキ情報の設定手法
前述した形態例においては、階調値のバラツキ情報を元画像データより検出する場合について説明した。
しかし、階調値のバラツキ情報もアプリケーションコンテンツに連動して外部から与える方法を採用しても良い。
図１５及び図１６に、この種の制御手法に対応した有機ＥＬディスプレイ装置例を示す。

図１５は、形態例１に対応する有機ＥＬディスプレイ装置６１の構成例である。図１５には、図１との対応部分に同一符号を付して表している。有機ＥＬディスプレイ装置６１の場合、最大輝度点の情報とバラツキ情報の両方が消費電力削減部６３の補正パターン生成部１３に外部から与えられる。なお、最大輝度点の情報は、元画像データより検出する手法を採用することも可能である。

図１６は、形態例２に対応する有機ＥＬディスプレイ装置７１の構成例である。図１６には、図６との対応部分に同一符号を付して表している。有機ＥＬディスプレイ装置７１の場合、最大輝度点の情報とバラツキ情報の両方が消費電力削減部７３の補正パターン生成部２５に外部から与えられる。この場合も、最大輝度点の情報は、元画像データより検出する手法を採用することも可能である。

（Ｃ−４）補正パターンによる輝度低下範囲
前述の形態例においては、最大基準点を中心として表示画面の最遠端まで輝度を徐々に低下させる場合について説明した。
しかし、一様に低下する範囲は画面内の一部範囲内に限定し、その外方領域は同じ輝度低下量を維持するようにしても良い。

図１７に補正パターンの重畳イメージを示す。図１７（Ａ）は、元画像例である。ここでも、全面白レベル（１００％輝度）を想定する。図１７（Ｂ）は、補正パターン例である。ここでは、画面中央部分の領域８１でのみ輝度を徐々に低下し、その外側に位置する領域８３では領域８１の外苑部分の輝度レベルを維持するパターンを想定する。

図１７（Ｃ）は、元画像の輝度レベルを対角線方向に表した図である。図１７（Ｄ）は、補正パターンの輝度レベルを対角線方向に表した図である。図１７（Ｄ）に示すように、輝度レベルが放物線に沿って変化するのは領域８１の範囲内のみであり、その外側は６０％の輝度レベルを維持している。

（Ｃ−５）補正パターン例
前述した形態例では、演算処理を簡単にするために補正パターンを与える方程式を二次曲線として近似する場合について説明した。すなわち、係数ｂをゼロに設定する場合について説明した。

しかし、補正パターンを与える方程式を一次曲線として設定しても良い。すなわち、係数ａをゼロに設定しても良い。
勿論、全ての係数を非ゼロとしてより一般的な方程式として補正パターンの輝度変化を定義しても良い。

（Ｃ−６）基準領域
前述の形態例においては、画面上の１画素である最大輝度点を基準領域として設定する場合について説明した。

しかし、補正パターンの輝度頂点を与える基準領域は、複数画素で規定される一まとまりの領域として定義しても良い。この場合、基準領域の外縁部分からの距離に応じて輝度を低下させるように補正パターンを発生すれば良い。

（Ｃ−７）製品例
（ａ）ドライブＩＣ
前述した有機ＥＬディスプレイ装置（有機ＥＬパネルモジュール及び消費電力削減部）は、いずれも１つのパネル上に形成することもできるが、処理回路部分と画素マトリクスとを別々に製造し、流通することもできる。

例えば、ドライバＩＣブロックや消費電力削減部はそれぞれ独立したドライブＩＣ（integrated
circuit）として製造し、有機ＥＬパネルとは独立に流通することもできる。勿論、ドライバＩＣブロックと消費電力削減部とで１つのドライブＩＣを構成することもできる。

（ｂ）表示モジュール
前述した形態例における有機ＥＬディスプレイ装置は、図１８に示す外観構成を有する表示モジュール９１の形態で流通することもできる。
表示モジュール９１は、支持基板９５の表面に対向部９３を貼り合わせた構造を有している。対向部９３は、ガラスその他の透明部材を基材とし、その表面にはカラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が配置される。

なお、表示モジュール９１には、外部から支持基板９５に信号等を入出力するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）９７等が設けられていても良い。

（ｃ）電子機器
前述した形態例における有機ＥＬディスプレイ装置は、電子機器に実装された商品形態でも流通される。
図１９に、電子機器１０１の概念構成例を示す。電子機器１０１は、前述した有機ＥＬディスプレイ装置１０３及びシステム制御部１０５で構成される。システム制御部１０５で実行される処理内容は、電子機器１０１の商品形態により異なる。

なお、電子機器１０１は、機器内で生成される又は外部から入力される画像や映像を表示する機能を搭載していれば、特定の分野の機器には限定されない。
この種の電子機器１０１には、例えばテレビジョン受像機が想定される。図２０に、テレビジョン受像機１１１の外観例を示す。

テレビジョン受像機１１１の筐体正面には、フロントパネル１１３及びフィルターガラス１１５等で構成される表示画面１１７が配置される。表示画面１１７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬディスプレイ装置に対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばデジタルカメラが想定される。図２１に、デジタルカメラ１２１の外観例を示す。図２１（Ａ）が正面側（被写体側）の外観例であり、図２１（Ｂ）が背面側（撮影者側）の外観例である。

デジタルカメラ１２１は、撮像レンズ（図２１は保護カバー１２３が閉じた状態であるので、保護カバー１２３の裏面側に配置される。）、フラッシュ用発光部１２５、表示画面１２７、コントロールスイッチ１２９及びシャッターボタン１３１で構成される。このうち、表示画面１２７の部分が、形態例で説明した有機ＥＬディスプレイ装置に対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばビデオカメラが想定される。図２２に、ビデオカメラ１４１の外観例を示す。
ビデオカメラ１４１は、本体１４３の前方に被写体を撮像する撮像レンズ１４５、撮影のスタート／ストップスイッチ１４７及び表示画面１４９で構成される。このうち、表示画面１４９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬディスプレイ装置に対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えば携帯端末装置が想定される。図２３に、携帯端末装置としての携帯電話機１５１の外観例を示す。図２３に示す携帯電話機１５１は折りたたみ式であり、図２３（Ａ）が筐体を開いた状態の外観例であり、図２３（Ｂ）が筐体を折りたたんだ状態の外観例である。

携帯電話機１５１は、上側筐体１５３、下側筐体１５５、連結部（この例ではヒンジ部）１５７、表示画面１５９、補助表示画面１６１、ピクチャーライト１６３及び撮像レンズ１６５で構成される。このうち、表示画面１５９及び補助表示画面１６１の部分が、形態例で説明した有機ＥＬディスプレイ装置に対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばコンピュータが想定される。図２４に、ノート型コンピュータ１７１の外観例を示す。
ノート型コンピュータ１７１は、下型筐体１７３、上側筐体１７５、キーボード１７７及び表示画面１７９で構成される。このうち、表示画面１７９の部分が、形態例で説明した有機ＥＬディスプレイ装置に対応する。

これらの他、電子機器１０１には、オーディオ再生装置、ゲーム機、電子ブック、電子辞書等が想定される。

（Ｃ−８）他の表示デバイス例
形態例の説明においては、消費電力削減部を有機ＥＬディスプレイ装置に搭載する場合について説明した。
しかし、消費電力削減部は、その他の自発光表示装置にも適用することができる。例えば無機ＥＬディスプレイ装置、ＬＥＤを配列する表示装置、ＦＥＤディスプレイ装置やＰＤＰディスプレイ装置等にも適用できる。

（Ｃ−９）制御デバイス構成
前述の説明では、消費電力削減部をハードウェア的に実現する場合について説明した。
しかし、消費電力削減部の一部又は全部は、ソフトウェア処理として実現することができる。

（Ｃ−１０）その他
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。

有機ＥＬディスプレイ装置の機能構成例を示す図である。 補正パターンの輝度変化を説明する図である。 階調バラツキに応じた変換パラメータの設定例を示す図である。 消費電力削減動作を説明する図である。 距離ｚの算出原理を説明する図である。 有機ＥＬディスプレイ装置の他の機能構成例を示す図である。 補正パターンの他の輝度変化を説明する図である。 消費電力削減動作を説明する図である。 距離ｚの算出原理を説明する図である。 補正パターンの適用例を示す図である。 最大輝度点の他の設定例を説明する図である。 有機ＥＬディスプレイ装置の他の機能構成例を示す図である。 有機ＥＬディスプレイ装置の他の機能構成例を示す図である。 有機ＥＬディスプレイ装置の他の機能構成例を示す図である。 有機ＥＬディスプレイ装置の他の機能構成例を示す図である。 有機ＥＬディスプレイ装置の他の機能構成例を示す図である。 他の補正パターン例を示す図である。 表示モジュールの構成例を示す図である。 電子機器の機能構成例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。 電子機器の商品例を示す図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬディスプレイ装置
５ 消費電力削減部
１１ 表示内容検出部
１３ 補正パターン生成部
１５ 階調変換部
２１ 有機ＥＬディスプレイ装置
２３ 消費電力削減部
２５ 補正パターン生成部
２７ ガンマ基準電圧制御部

Claims (20)

1. アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減装置において、
   基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、
   前記補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する階調変換部と
   を有することを特徴とする消費電力削減装置。
2. 請求項１に記載の消費電力削減装置は、
   各フレーム内で最も輝度が高い画素位置を元画像データより検出し、検出された画素位置を前記基準領域に設定する表示内容検出部を更に有する
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
3. 請求項１に記載の消費電力削減装置において、
   前記基準領域は、固定的に画面中央に設定される
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
4. 請求項１に記載の消費電力削減装置において、
   前記基準領域は、アプリケーションコンテンツに連動して外部から設定される
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
5. 請求項１に記載の消費電力削減装置において、
   前記補正パターンにおける前記基準領域の近傍領域の輝度勾配は、他の領域の輝度勾配と同等又はより緩やかに設定される
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
6. 請求項１に記載の消費電力削減装置において、
   元画像がベタ画像とした場合に、前記補正パターンは、補正後に最も輝度が低くなる部分が最も輝度が高い部分の６０％程度になるように生成される
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
7. 請求項１に記載の消費電力削減装置において、
   前記補正パターン生成部は、元画像データに含まれる階調成分のばらつきが大きい場合、輝度低下幅の大きい補正パターンを生成し、元画像データに含まれる階調成分のばらつきが小さい場合、輝度低下幅の小さい補正パターンを生成する
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
8. 請求項７に記載の消費電力削減装置において、
   元画像データに含まれる階調成分のばらつき度合いは、元画像データに基づいて検出される
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
9. 請求項７に記載の消費電力削減装置において、
   元画像データに含まれる階調成分のばらつき度合いは、アプリケーションコンテンツに連動して外部から設定される
   ことを特徴とする消費電力削減装置。
10. アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減装置において、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、
    データ線を駆動するアナログ電圧に元画像データを変換するディジタル／アナログ変換回路のガンマ基準電圧を、前記補正パターンに基づいて可変制御するガンマ基準電圧制御部と
    を有することを特徴とする消費電力削減装置。
11. アクティブマトリクス駆動型の画素構造を有する自発光表示モジュールと、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、
    前記補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する階調変換部と
    を有することを特徴とする自発光表示装置。
12. 請求項１１に記載の自発光表示装置において、
    各画素がエレクトロルミネセンス素子で構成される
    ことを特徴とする自発光表示装置。
13. アクティブマトリクス駆動型の画素構造を有する自発光表示モジュールと、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、
    データ線を駆動するアナログ電圧に元画像データを変換するディジタル／アナログ変換回路のガンマ基準電圧を、前記補正パターンに基づいて可変制御するガンマ基準電圧制御部と
    を有することを特徴とする自発光表示装置。
14. 請求項１３に記載の自発光表示装置において、
    各画素がエレクトロルミネセンス素子で構成される
    ことを特徴とする自発光表示装置。
15. アクティブマトリクス駆動型の画素構造を有する自発光表示モジュールと、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、
    前記補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する階調変換部と、
    システム制御部と
    を有することを特徴とする電子機器。
16. アクティブマトリクス駆動型の画素構造を有する自発光表示モジュールと、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する補正パターン生成部と、
    データ線を駆動するアナログ電圧に元画像データを変換するディジタル／アナログ変換回路のガンマ基準電圧を、前記補正パターンに基づいて可変制御するガンマ基準電圧制御部と、
    システム制御部と
    を有することを特徴とする電子機器。
17. アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減方法において、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する処理と、
    前記補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する処理と
    を有することを特徴とする消費電力削減方法。
18. アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力を削減する消費電力削減方法において、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する処理と、
    データ線を駆動するアナログ電圧に元画像データを変換するディジタル／アナログ変換回路のガンマ基準電圧を、前記補正パターンに基づいて可変制御する処理と
    を有することを特徴とする消費電力削減方法。
19. アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力の削減を制御するコンピュータに、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する処理と、
    前記補正パターンに基づいて元画像データを階調変換する処理と
    を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
20. アクティブマトリクス駆動型の自発光表示モジュールで消費される電力の削減を制御するコンピュータに、
    基準領域から遠ざかるに従って元画像の表示輝度を緩やかに低減させる補正パターンを生成する処理と、
    データ線を駆動するアナログ電圧に元画像データを変換するディジタル／アナログ変換回路のガンマ基準電圧を、前記補正パターンに基づいて可変制御する処理と
    を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。