JP2016218341A

JP2016218341A - 画像信号生成装置、及び、表示装置

Info

Publication number: JP2016218341A
Application number: JP2015105295A
Authority: JP
Inventors: 啓二石井; Keiji Ishii; 武順薄井; Takemasa Usui; 佐藤　弘人; Hiroto Sato; 弘人佐藤; 善道高野; Yoshimichi Takano; 敏裕山本; Toshihiro Yamamoto
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-12-22

Abstract

【課題】表示装置に供給するパネル駆動電力を低減して低消費電力化を図った画像信号生成装置、及び、表示装置を提供する。【解決手段】画像信号生成装置は、ディスプレイを視認する視認者の視線を検出する視線検出部と、ディスプレイの表示領域を、視線と表示領域とが交わる注視点の周囲の所定範囲の第１領域と、表示領域から第１領域を除いた第２領域とに分ける領域生成部と、表示領域に表示する第１画像信号を保持する第１フレームメモリと、第１画像信号の所定の帯域を制限した第２画像信号を出力するフィルタ部と、第２画像信号を保持する第２フレームメモリと、第１フレームメモリ及び第２フレームメモリの出力側に接続され、第１フレームメモリから出力される第１画像信号のうちの第１領域内の第３画像信号と、第２フレームメモリから出力される第２画像信号のうちの第２領域内の第４画像信号とを合成して出力する画像出力部とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、視認者の視線検出機能を有する画像表示装置に表示する画像信号生成装置の消費電力低減に関する。また、画像信号生成装置を用いた表示装置及び受信装置に関する。

従来より、液晶ディスプレイ（LCD: Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイ（PDP: Plasma Display Panel）や有機EL (Electroluminescence)ディスプレイ（OLED: Organic Light Emitting Diode）を用いた画像表示装置では、発光素子がマトリックス状に配置され、画面の水平方向、および垂直方向に引出される電極にパネル駆動用回路を接続することにより画像表示を行っている。パネル駆動には主にパッシブマトリックス方式、アクティブマトリックス方式の二つの方法が用いられる。

パッシブマトリクス方式は「単純マトリクス方式」とも呼ばれ、その構造はシンプルなものになっている。例えば、有機ELの場合では、列（コラム）と行（ロウ）の電極に分けて、電極の端にある外部ドライバ回路から信号電極と走査電極にバイアス電圧を同時にかけて、電極間に挟まれている有機層を発光させる。LCDの場合は、液晶分子の配向を変えて表示を行う。

この方式による表示装置は、製造の手間が少ないため製造コストを抑えることができるが、レスポンス時間が十分に早く取れないので文字や静止画の表示専用で、動画の表示などには向かない。また、電極同士を近づけすぎると干渉が生じるため、画素同士の間隔をある程度離す必要があり、解像度が低くなりがちである。

一方、アクティブマトリクス方式では、それぞれの画素にスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（TFT: Thin Film Transistor）が複数個形成されている。そのため、画素の背面に複雑な回路を作る必要があるが、レスポンス時間が短く、解像度も高い。画面サイズが大きくなる場合は、パッシブマトリクス方式よりも駆動電圧が低く、電力消費も小さい。

一般に「TFT液晶」と呼ばれているものは、アクティブマトリクス方式で駆動されるディスプレイのことである。開発当初、TFTには、加工形成が容易なアモルファスシリコン(a-Si)が使われていたが、最近では導電性のよいポリシリコン（多結晶シリコン、p-Si）が主に使われている。

いずれの方式においても、画像を表示する際には、列電極に画像データに対応した駆動電圧が印加され、垂直方向に並ぶ行電極に対しては、時間的順次に走査駆動電圧が印加される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２１４６４５号公報

図１は、ディスプレイのパネル駆動電圧波形の一例を示す図である。図１に示すパネル駆動電圧波形は、具体的な画素数としてn×m（縦×横）を有するディスプレイを用いた場合のものである。図１には、列電極クロック、列電極駆動信号１〜ｍ、行電極駆動信号１〜ｎを示す。列電極駆動信号１〜ｍは、列電極クロックの各周期において、データ１〜ｎの電圧を順番に印加する駆動信号である。

表示装置に静止画を表示する場合、時間的順次に印加させる行電極印加電圧Vscan1〜nと列電極印加電圧Vdata1〜mに対する時間的制限はないが、動画像を表示する場合には、規定されるフレーム時間内に全行電極への電圧印加を完了する必要がある。

例えば、フレーム周波数60Hzのテレビジョン映像で画像がリフレッシュする場合に規制される行電極印加電圧Vscan1~nの時間幅は、1/(60×n)秒となる。従って、ハイビジョン映像(1080×1920画素、フレーム周波数60Hz)を表示するディスプレイで許容される印加電圧時間幅は、1/(60×1080)≒15.4μsとなる。

一方、列電極の印加電圧は、行電極の印加電圧時間幅で逐次更新されていくため、列電極印加電圧Vdata1~mには、信号帯域幅として60×n(1080)=64.8kHzの１サイクルの幅が必要になる。行電極印加電圧の信号帯域幅は、ほぼフレーム周波数に等しいことから、このような駆動方式のパネル駆動回路の最大信号帯域幅は列電極印加電圧の最大信号帯域幅に一致する。

また、列電極の最大駆動電力Pは、電極線の静電容量をCとした場合、次式（１）で表される。

式（１）に示すように、列電極の最大駆動電力Pは、列電極数nと、列電極駆動周波数fの積に比例する。

しかしながら、次世代のテレビジョン方式である8K方式など視認者の画角が有効視野（水平約30°、垂直約20°以内）を超えるような視聴形態では、ハイビジョン方式の4倍の列電極数（n）や倍速となるフレームレート（120Hz）が規格化されており、列電極駆動電力はハイビジョン方式の8倍増となると予測される。

そこで、アイトラッキングなどの方法により入手される視認者の視線情報をもとに、表示装置に提示する画像データを再構成することにより、表示装置に供給するパネル駆動電力を低減し、消費電力を低減した画像信号生成装置、及び、表示装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の画像信号生成装置は、ディスプレイを視認する視認者の視線を検出する視線検出部と、前記ディスプレイの表示領域を、前記視線と前記表示領域とが交わる注視点の周囲の所定範囲の第１領域と、前記表示領域から前記第１領域を除いた第２領域とに分ける領域生成部と、前記表示領域に表示する第１画像信号を保持する第１フレームメモリと、前記第１画像信号の所定の帯域を制限した第２画像信号を出力するフィルタ部と、前記第２画像信号を保持する第２フレームメモリと、前記第１フレームメモリ及び前記第２フレームメモリの出力側に接続され、前記第１フレームメモリから出力される前記第１画像信号のうちの前記第１領域内の第３画像信号と、前記第２フレームメモリから出力される前記第２画像信号のうちの前記第２領域内の第４画像信号とを合成して出力する画像出力部とを含む。

表示装置に供給するパネル駆動電力を低減して低消費電力化を図った画像信号生成装置、及び、表示装置を提供することができる。

ディスプレイのパネル駆動電圧波形の一例を示す図である。実施の形態の表示装置１００を示す図である。画像信号再構成部２２０の処理を示す図である。画像信号再構成部２２０を示す図である。帯域を制限する処理を説明する図である。実施の形態のディスプレイのパネル駆動電圧波形の一例を示す図である。実施の形態のディスプレイのパネル駆動電圧波形の一例を示す図である。実施の形態の変形例による表示例を示す図である。

以下、本発明の画像信号生成装置、及び、表示装置を適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図２は、実施の形態の表示装置１００を示す図である。

表示装置１００は、フラットパネルディスプレイ１１０、行電極駆動ドライバ１２０、列電極駆動ドライバ１３０、画像同期分離回路１４０、データ変換器１５０、アイトラッキング装置２１０、及び画像信号再構成部２２０を含む。これらのうち、アイトラッキング装置２１０及び画像信号再構成部２２０は、画像信号生成装置２００を構成する。

フラットパネルディスプレイ１１０は、画素がマトリクス状に配列されており、縦方向若しくは横方向に引き出されるパネル駆動用電極の一方を走査用行電極、他方をデータ用列電極とし、パッシブ方式又はアクティブ方式による線順次走査で駆動されるLCD、有機EL、PDP等である。

図２に示すフラットパネルディスプレイ１１０は、一例として、画像同期分離回路１４０から出力される行電極駆動用制御パルスと列電極駆動用制御パルスが、それぞれ、行電極駆動ドライバ１２０と列電極駆動ドライバ１３０に入力され、行電極駆動ドライバ１２０によって走査用行電極が走査され、列電極駆動ドライバ１３０によってデータ用列電極が走査される。また、画像同期分離回路１４０が出力する画像信号は、データ変換器１５０に入力される。

データ変換器１５０は、画像同期分離回路１４０が出力する画像信号をフラットパネルディスプレイ１１０用の画素信号に変換して出力する。画像同期分離回路１４０が出力する画像信号がアナログ信号の場合は、データ変換器１５０は、画素信号をデジタル変換するとともに、フラットパネルディスプレイ１１０の画素配列に合わせた画素信号に変換して出力する。画像同期分離回路１４０が出力する画像信号がデジタル信号の場合は、データ変換器１５０は、画素信号をフラットパネルディスプレイ１１０の画素配列に合わせた画素信号に変換して出力する。

アイトラッキング装置２１０は、フラットパネルディスプレイ１１０を視認する視認者の視線を検出し、視線を表す視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を出力する。アイトラッキング装置２１０には、種々のものがあるが、例えば、文献「次世代ナチュラルユーザーインターフェース『視線入力』；映像情報メディア学会誌vol.68, No.8, pp.636-641, 2014）」で紹介されているような装置がある。

視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、アイトラッキング装置２１０からの距離Ｌの情報を含む。距離Ｌは、Ｘ，Ｙ，Ｚの二乗和の平方根で求まる。

画像信号再構成部２２０は、アイトラッキング装置２１０が出力する視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を用いて、データ変換器１５０から出力される画像信号を再構成し、低消費電力化を図る。画像信号再構成部２２０の詳細については後述する。

図３は、画像信号再構成部２２０の処理を示す図である。図３では、直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。Ｘ軸は、フラットパネルディスプレイ１１０の表示領域１１０Ａの長手方向に伸延している。Ｙ軸は、フラットパネルディスプレイ１１０の表示領域１１０Ａの短手方向に伸延している。Ｚ軸は、フラットパネルディスプレイ１１０の厚さ方向に伸延している。

図３（Ａ）には、フラットパネルディスプレイ１１０をＸＹ平面視したときの表示領域１１０Ａにおける領域１１１及び１１２と、フラットパネルディスプレイ１１０をＹ軸正方向側から見たときのフラットパネルディスプレイ１１０と視認者の眼１０との位置関係と、フラットパネルディスプレイ１１０をＸ軸負方向側から見たときのフラットパネルディスプレイ１１０と視認者の眼１０との位置関係とを示す。なお、これは、図３（Ｂ）、（Ｃ）でも同様である。

また、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）には、視認者の眼１０の視線又は位置が異なる状態を示す。

領域１１１は、一例として、人間の有効視野（水平約30°、垂直約20°以内）によって規定される領域である。ここでは、領域１１１が人間の有効視野によって規定される領域である形態について説明するが、領域１１１は、人間の有効視野に対して少しマージンを加えることによって拡げられていてもよい。

領域１１２は、表示領域１１０Ａから領域１１１を除いた領域である。

図３（Ａ）において、視認者の視点は眼１０の位置である。眼１０の位置を表す座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、アイトラッキング装置２１０によって視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として検出される。視認者の視線と表示領域１１０Ａが交わる点を注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）とすると、視点から注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）までの距離はＬ１である。視認者の視線は、視点（眼１０の位置）と注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）とを結ぶ線である。なお、距離Ｌ１は、フラットパネルディスプレイ１１０の画素構造が視認者に認識されない距離と仮定している。このような距離の一例は、有効画素数7,680×4,320の8K方式において、フラットパネルディスプレイ１１０の表示面の高さ（Ｙ軸方向の長さ）Ｈの０．７５倍である。

図３（Ａ）に示す視点（眼１０の位置）と、図３（Ｂ）に示す視点（眼１０の位置）とは等しいが、図３（Ａ）に比べて図３（Ｂ）では眼１０が斜め上側を見ている。このため、図３（Ｂ）に示す視線は、図３（Ａ）に示す視線に比べて斜め上側を向いており、図３（Ｂ）に示す注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、図３（Ａ）に示す注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）よりもＹ軸正方向側に移動している。

従って、図３（Ｂ）では、領域１１１は、図３（Ａ）に示す領域よりもＹ軸正方向側に移動している。視認者の有効領域がＹ軸正方向側に移動しているからである。なお、図３（Ｂ）では、視点から注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）までの距離はＬ２（＞Ｌ１）である。

図３（Ａ）に示す視点（眼１０の位置）と、図３（Ｃ）に示す視点（眼１０の位置）とは等しいが、図３（Ａ）に比べて図３（Ｃ）では眼１０が斜め左側を見ている。このため、図３（Ｃ）に示す視線は、図３（Ａ）に示す視線に比べて斜め左側を向いており、図３（Ｃ）に示す注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、図３（Ａ）に示す注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）よりもＸ軸負方向側に移動している。

従って、図３（Ｃ）では、領域１１１は、図３（Ａ）に示す領域よりもＸ軸負方向側に移動している。視認者の有効領域がＸ軸負方向側に移動しているからである。なお、図３（Ｃ）では、視点から注視点Ｐ（Ｘ，Ｙ）までの距離はＬ３（＞Ｌ１）である。

画像信号再構成部２２０は、アイトラッキング装置２１０が出力する視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を用いて、データ変換器１５０から出力される画像信号から、領域１１１内で表示する画像用の画像信号と、領域１１２内で表示する画像用の画像信号とを生成し、これら２つの画像信号を合成する。

このようにして、画像信号再構成部２２０は、データ変換器１５０から出力される画像信号を再構成する。

図４は、画像信号再構成部２２０を示す図である。

画像信号再構成部２２０は、フレームメモリ２２１、帯域制限フィルタ２２２、フレームメモリ２２３、マスクフレーム生成部２２４、ＡＮＤ回路２２５、インバータ２２６、ＡＮＤ回路２２７、及び合成器２２８を含む。画像信号再構成部２２０は、列電極駆動クロックに応じて動作する。

フレームメモリ２２１は、列電極駆動ドライバ１３０（図２参照）から入力される画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）を保持する第１フレームメモリの一例である。列電極駆動ドライバ１３０から入力される画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）は、第１画像信号の一例である。また、画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）は、動画像を表す入力映像データであり、表示領域１１０ＡのＸ，Ｙ座標で表される。

フレームメモリ２２１は、列電極駆動クロックに応じて、列電極駆動ドライバ１３０から入力される画像信号をＡＮＤ回路２２５の一方の入力端子に入力する。

帯域制限フィルタ２２２は、アイトラッキング装置２１０が出力する視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を用いて、列電極駆動ドライバ１３０から入力される画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）に所定の帯域を制限する処理を行い、帯域が制限された画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）をフレームメモリ２２３に出力するフィルタである。なお、所定の帯域を制限する処理としては、列電極を駆動する周波数を低下させる処理を行うが、この処理については後述する。

帯域制限フィルタ２２２によって帯域が制限された画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）は、第２画像信号の一例である。なお、帯域制限フィルタ２２２は、フィルタ部の一例である。

帯域制限フィルタ２２２としては、例えば、テレビジョン学会編の文献「テレビジョン学会教科書シリーズ［１］画像工学」に示されるメディアンフィルターのような平滑化のためのデジタルフィルター回路などを用いることができる。

フレームメモリ２２３は、帯域制限フィルタ２２２で帯域が制限された画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）を保持する第２フレームメモリの一例である。フレームメモリ２２３が保持する画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）は、列電極駆動クロックに応じて、ＡＮＤ回路２２７の一方の入力端子に出力される。

マスクフレーム生成部２２４は、アイトラッキング装置２１０が出力する視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を用いて、マスクフレームを生成する。マスクフレームは、図３に示す領域１１１と領域１１２とによって構築される。ここでは、マスクフレームは、領域１１１にある画像信号を透過し、領域１１２にある画像信号を遮断（マスク）するものとして説明する。

マスクフレームの領域１１１及び１１２の座標を表すデータは、ＡＮＤ回路２２５の他方の入力端子と、インバータ２２６とに入力される。

ＡＮＤ回路２２５は、フレームメモリ２２１から入力される画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）と、マスクフレーム生成部２２４が生成するマスクフレームの領域１１１及び１１２の座標を表すデータとに基づき、フレームメモリ２２１から入力される画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）のうち、領域１１１の内部に位置する画像信号Ｉ_３（Ｘ，Ｙ）を生成し、合成器２２８に出力する。ＡＮＤ回路２２５が生成する画像信号Ｉ_３（Ｘ，Ｙ）は、第３画像信号の一例である。

インバータ２２６は、マスクフレーム生成部２２４が生成するマスクフレームの領域１１１及び１１２の座標を表すデータを反転してＡＮＤ回路２２７の他方の入力端子に入力する。マスクフレームの領域１１１及び１１２の座標を表すデータを反転したデータは、反転されたマスクフレームであり、領域１１１にある画像信号を遮断（マスク）し、領域１１２にある画像信号を透過する。

ＡＮＤ回路２２７は、フレームメモリ２２３から出力される画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）と、インバータ２２６で反転されたマスクフレームのデータとに基づき、フレームメモリ２２３から入力される画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）のうち、領域１１２の内部に位置する画像信号Ｉ_４（Ｘ，Ｙ）を生成し、合成器２２８に出力する。ＡＮＤ回路２２７が生成する画像信号Ｉ_４（Ｘ，Ｙ）は、第４画像信号の一例である。

合成器２２８は、ＡＮＤ回路２２５が生成する画像信号Ｉ_３（Ｘ，Ｙ）と、ＡＮＤ回路２２７が生成する画像信号Ｉ_４（Ｘ，Ｙ）とを合成して画像信号Ｉ_５（Ｘ，Ｙ）を出力する。ＡＮＤ回路２２５が生成する画像信号Ｉ_３（Ｘ，Ｙ）は、マスクフレームの領域１１１の内部の画像信号であり、ＡＮＤ回路２２７が生成する画像信号Ｉ_４（Ｘ，Ｙ）はマスクフレームの領域１１２の内部の画像信号である。

このため、合成器２２８が出力する画像信号Ｉ_５（Ｘ，Ｙ）のうち、領域１１１の内部にある画像信号は、フレームメモリ２２１に入力される画像信号Ｉ_１（Ｘ，Ｙ）に等しく、領域１１２の内部にある画像信号は、フレームメモリ２２３に入力される画像信号Ｉ_２（Ｘ，Ｙ）に等しい。

従って、合成器２２８が出力する画像信号Ｉ_５（Ｘ，Ｙ）は、領域１１１の内部の画像信号については所定の帯域を制限する処理が行われておらず、領域１１２の内部の画像信号については所定の帯域を制限する処理が行われた画像信号になる。

図５は、帯域を制限する処理を説明する図である。ここでは、一例として、フラットパネルディスプレイ１１０が有効画素数7,680×4,320の8K方式であることとする。ここでは、評価映像として、行単位でデータが反転する白黒繰り返しパターンを用いる場合を想定している。

図５（Ａ）には、領域１１１と領域１１２を示す。

図５（Ｂ）において、横軸は、７８６０本の列電極の番号（水平方向の位置）を表し、左側の縦軸は４３２０本の行電極のうち、帯域を制限する処理を受けた列電極データと同期する行電極の本数を表す。また、右側の縦軸は、領域１１２における列電極駆動回路の電力削減率を示す。

図５（Ｂ）には、図５（A）に示す画像信号に対し、帯域を制限する処理を受けた列電極データと同期する行電極の本数の分布を実線で示し、信号帯域幅の制限率を５０、２５、１２．５、６．２５％とした場合の列電極駆動回路の電力削減率を４本の破線で示す。

ここで、列電極駆動回路の信号帯域を制限する処理とは、領域１１２の内部において、４３２０本の行電極駆動信号に同期する列電極データを１行分ずつ変化させるのではなく、２本以上の行電極に同じ列電極データを割り当てることである。信号帯域幅を５０％に制限するとは、４３２０本の行電極を２本ずつに同じ列電極データを割り当てることを意味する。同様に信号帯域幅を２５％に制限するとは、４３２０本の行電極を４本ずつに同じ列電極データを割り当てることを意味する。信号帯域幅を１２．５％に制限するとは、４３２０本の行電極を８本ずつに同じ列電極データを割り当てることを意味する。信号帯域幅を１２．５％に制限するとは、４３２０本の行電極を１６本ずつに同じ列電極データを割り当てることを意味する。

このような処理を行うことにより、列電極に電圧を印加する列電極駆動周波数fを低減する。すなわち、画像信号の帯域を制限する処理とは、列電極に電圧を印加する列電極駆動周波数fを低減する処理であり、信号帯域幅を制限するとは、列電極駆動周波数fを低減することをいう。

実施の形態の画像信号生成装置２００は、画像信号の帯域を制限する処理を行って、列電極に電圧を印加する列電極駆動周波数fを低減することにより、低消費電力化を図る。

図５（Ｂ）は、一例として、帯域を制限する処理が行われる列電極データと同期する行電極の本数が、垂直方向において領域１１２が存在する領域では４３２０本、垂直方向において領域１１１が存在する３０００番から４６８０番の間では、楕円形の領域１１１の垂直方向の長さに応じて減少し、中心となる列電極の番号が３８４０番の位置において、３２４０本になるように帯域制限が行われる場合の行電極の本数の分布を実線で示したものである。

また、領域１１２における信号帯域幅を５０％、２５％、１２．５％、６．２５％に制限した場合における電力量（％）は、破線で示すようになる。電力量（％）は、制限を行わない場合（信号帯域幅が１００％の場合）に対してどの程度削減されるかを百分率で表したものである。

領域１１２における信号帯域幅を５０％、２５％、１２．５％、６．２５％に制限することにより、７８６０本の列電極を駆動する総列電極駆動電力は、５２．４％、２８．５％、１６．６％、１０．６％に削減される。

図６及び図７は、実施の形態のディスプレイのパネル駆動電圧波形の一例を示す図である。図１に示すパネル駆動電圧波形は、具体的な画素数としてn×m（縦×横）を有するディスプレイを用いた場合のものである。図６及び図７には、列電極クロック、列電極駆動信号１〜ｍ、行電極駆動信号１〜ｎを示す。

図６に示すパネル駆動電圧波形は、垂直方向に同じデータを２列分連続して出力するパネル駆動電圧波形である。図６に示す列電極駆動信号１〜ｍは、列電極クロックの１周期毎に（２周期に１回）、データ１、３、・・・、（ｎ−３）、（ｎ−１）の電圧を順番に印加する駆動信号である。データ１、３、・・・、（ｎ−３）、（ｎ−１）は、図１に示すデータ１〜ｎのうちの奇数番目のデータを抜き出したものである。このように列電極を駆動することにより、列駆動データの周波数が半分になり、帯域が制限される。

図７に示すパネル駆動電圧波形は、垂直方向に同じデータを３列分連続して出力するパネル駆動電圧波形である。図７に示す列電極駆動信号１〜ｍは、列電極クロックの２周期毎に（３周期に１回）、データ１、４、・・・、（ｎ−２）の電圧を順番に印加する駆動信号である。データ１、４、・・・、（ｎ−２）は、図１に示すデータ１〜ｎを３つに１つずつ抜き出したものである。このように列電極を駆動することにより、列駆動データの周波数が１／３になり、帯域が制限される。

ここでは、列方向の先頭データをそのまま出力するパネル駆動電圧波形を示すが、図６では２列分のデータの平均値を出力してもよく、図７では３列分のデータの平均値を出力してもよい。

すなわち、隣接する列データの繰り返し回数が多くなるようなデータ変換を行うことにより、列電極データの帯域制限効果が得られる。

以上、実施の形態によれば、フラットパネルディスプレイ１１０の表示領域１００Ａのうち、視認者の有効領域に対応する領域１１１以外の領域１１２の内部の画像信号について所定の帯域を制限する処理を行うことにより、列電極に電圧を印加する列電極駆動周波数fを低減し、低消費電力化を図った画像信号生成装置２００及び表示装置１００を提供することができる。

なお、表示装置１００は、ネットワーク接続機能を付加し、テレビジョン用のデジタル放送信号による画像（動画）及び音声に加えて、インターネットを介して取得した情報を表示するスマートテレビジョンであってもよい。

また、画像信号生成装置２００は、テレビジョン用のデジタル放送信号を受信する受信装置に含まれていてもよい。この受信装置は、テレビジョン用のデジタル放送信号による画像（動画）及び音声に加えて、インターネットを介して取得した情報を受信する装置であってもよい。

また、以上で説明した実施例以外の方法、例えば表示装置から離れた位置に設置されたカメラやアイトラッキング装置により得られた視線情報を、有線もしくは無線伝送によりディスプレイ装置に入力する方法でも、本発明の画像信号生成装置は実現可能である。

また、大きな電力削減効果を得るためには、信号帯域の制限量を大きくすることが有効であるが、削減領域の境界部での変化が目につきやすく画質低下に繋がる場合が有り得る。このような場合には、以下で図８を用いて説明するように、境界部分で帯域制限量を段階的に変化させることで画質劣化を抑制しながら、一定の電力削減効果を得ることができる。

図８は、実施の形態の変形例による表示例を示す図である。

図８（Ａ）に示すように、領域１１１の周囲の領域１１２は、信号帯域幅をそれぞれ５０％、２５％、１２．５％、６．２５％に制限した領域１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄを有する。このような段階的な信号帯域幅の制限は、帯域制限フィルタ２２２が画像信号Ｉ１（Ｘ，Ｙ）と、視線情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて行えばよい。

このように、領域１１１に近い方から遠い方に向かって、信号帯域幅を段階的に制限して行けば、図３（Ａ）〜（Ｃ）や図５（Ａ）に示すように領域１１２の信号帯域幅が段階的に変化しない場合に比べて、領域１１１と領域１１２の境界における表示の差が緩和される。

領域１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄの幅は、図８（Ａ）に示すように均一で比較的広い形態であってもよく、図８（Ｂ）に示すように、領域１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄの順に幅広くなる形態であってもよく、図８（Ｃ）に示すように均一で比較的狭い形態であってもよい。

このような領域１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄの幅や全体の広さの設定は、画像信号の種類やフラットパネルディスプレイ１１０の種類及びサイズ等によって適宜設定すればよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態の画像信号生成装置、及び、表示装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００表示装置
１１０フラットパネルディスプレイ
１１０Ａ表示領域
１１１、１１２領域
１２０行電極駆動ドライバ
１３０列電極駆動ドライバ
１４０画像同期分離回路
１５０データ変換器
２００画像信号生成装置
２１０アイトラッキング装置
２２０画像信号再構成部

Claims

ディスプレイを視認する視認者の視線を検出する視線検出部と、
前記ディスプレイの表示領域を、前記視線と前記表示領域とが交わる注視点の周囲の所定範囲の第１領域と、前記表示領域から前記第１領域を除いた第２領域とに分ける領域生成部と、
前記表示領域に表示する第１画像信号を保持する第１フレームメモリと、
前記第１画像信号の所定の帯域を制限した第２画像信号を出力するフィルタ部と、
前記第２画像信号を保持する第２フレームメモリと、
前記第１フレームメモリ及び前記第２フレームメモリの出力側に接続され、前記第１フレームメモリから出力される前記第１画像信号のうちの前記第１領域内の第３画像信号と、前記第２フレームメモリから出力される前記第２画像信号のうちの前記第２領域内の第４画像信号とを合成して出力する画像出力部と
を含む、画像信号生成装置。
前記所定範囲は、視認者の有効視野によって確定される範囲である、請求項１記載の画像信号生成装置。
前記フィルタ部は、前記領域生成部が生成する前記第２領域のうち、前記第１領域の周囲の領域について、前記第１画像信号の帯域を段階的に制限した第２画像信号を出力する、請求項１又は２記載の画像信号生成装置。
請求項１乃至３のいずれか一項記載の画像信号生成装置と、
前記ディスプレイと
を含む、表示装置。