JP2021144066A - Controller, display device, and method for control - Google Patents

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Abstract

To provide a controller which can reduce power consumption of a display device.SOLUTION: A display controller (20) includes: a region information generation unit (21) for setting a low-luminance region displayed at a lower luminance; and a backlight data generation unit (23) for determining the luminance of a light source on the basis of an input image. The backlight generation unit determines the luminance of the light source corresponding to the low-luminance region set by the region information generation unit in the range of the luminance which is the upper limit luminance or lower, the upper limit luminance being smaller than the maximum luminance that the light source can realize.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

以下の開示は、表示装置を制御する制御装置、当該制御装置を備える表示装置、並びに表示装置の制御方法に関する。 The following disclosure relates to a control device for controlling a display device, a display device including the control device, and a control method for the display device.

ＨＤＲ（ハイダイナミックレンジ）表示を行うときの画像表示装置の消費電力を低減する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の発明では、ＨＤＲ表示が行われる領域が特定の領域に制限されることにより消費電力を低減している。特定の領域とは、例えば、ＨＤＲ表示をユーザが所望する画像領域である。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for reducing the power consumption of an image display device when performing HDR (high dynamic range) display. In the invention described in Patent Document 1, power consumption is reduced by limiting the region where HDR display is performed to a specific region. The specific area is, for example, an image area in which the user desires HDR display.

特開２０１７−４５０３０号公報（２０１７年３月２日公開）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-4530 (published on March 2, 2017)

しかしながら、特許文献１には、情報を読み取るときの視認性を低下させることなく消費電力を低減する技術については開示されていない。 However, Patent Document 1 does not disclose a technique for reducing power consumption without reducing visibility when reading information.

本開示の一態様は、表示装置に表示された情報をユーザが読み取るときの視認性を損なわずに、消費電力を抑制することが可能な制御装置などを実現することを目的とする。 One aspect of the present disclosure is to realize a control device or the like capable of suppressing power consumption without impairing visibility when a user reads information displayed on a display device.

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る制御装置は、独立制御可能な複数の光源を有する表示部を備えた表示装置の制御装置であって、入力画像において、輝度を低下させて表示する低輝度領域を設定する領域設定部と、前記入力画像に基づいて前記光源の輝度を決定する輝度決定部と、を備え、前記輝度決定部は、前記光源が実現可能な最大の輝度よりも小さい輝度である上限輝度以下の輝度の範囲内で、前記領域設定部が設定した低輝度領域に対応する前記光源の輝度を決定する。 In order to solve the above problems, the control device according to one aspect of the present disclosure is a control device of a display device including a display unit having a plurality of independently controllable light sources, and reduces the brightness in an input image. A region setting unit for setting a low-luminance region to be displayed is provided, and a luminance determination unit for determining the luminance of the light source based on the input image. The luminance determination unit is the maximum feasible for the light source. The brightness of the light source corresponding to the low brightness region set by the region setting unit is determined within the range of the brightness equal to or less than the upper limit brightness which is the brightness smaller than the brightness.

また、本開示の一態様に係る制御方法は、独立制御可能な複数の光源を有する表示部を備えた表示装置の制御方法であって、入力画像において、輝度を低下させて表示する低輝度領域を設定する領域設定ステップと、前記入力画像に基づいて前記光源の輝度を決定する輝度決定ステップと、を含み、前記輝度決定ステップにおいて、前記光源が実現可能な最大の輝度よりも小さい輝度である上限輝度以下の輝度の範囲内で、前記領域設定ステップにおいて設定された低輝度領域に対応する前記光源の輝度を決定する。 Further, the control method according to one aspect of the present disclosure is a control method of a display device including a display unit having a plurality of independently controllable light sources, and is a low-luminance region for displaying an input image with reduced brightness. The brightness is smaller than the maximum achievable brightness of the light source in the brightness determination step, which includes a region setting step for setting and a brightness determination step for determining the brightness of the light source based on the input image. Within the range of brightness equal to or less than the upper limit brightness, the brightness of the light source corresponding to the low brightness region set in the region setting step is determined.

本開示の一態様に係る制御装置などによれば、表示装置に表示された情報を読み取るときの視認性を損なわずに、消費電力を抑制することが可能な制御装置などを実現できる。 According to the control device or the like according to one aspect of the present disclosure, it is possible to realize a control device or the like capable of suppressing power consumption without impairing the visibility when reading the information displayed on the display device.

実施形態１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the display device which concerns on Embodiment 1. FIG. （ａ）は、ローカルディミング機能を用いた画像処理の一例を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した液晶データのＡ−Ａ線上における階調値を示すグラフである。(A) is a diagram for explaining an example of image processing using the local dimming function, and (b) is a graph showing gradation values of the liquid crystal data shown in (a) on the AA line. be. 実施形態１に係るバックライトデータ生成部および液晶データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the backlight data generation part and the liquid crystal data generation part which concerns on Embodiment 1. FIG. （ａ）は従来の表示装置における、入力信号の強度に対するバックライト輝度、液晶透過率および出力輝度を示すグラフであり、（ｂ）は実施形態１に係る表示装置における、入力信号の強度に対するバックライト輝度、液晶透過率および出力輝度を示すグラフである。(A) is a graph showing the backlight brightness, the liquid crystal transmittance and the output brightness with respect to the intensity of the input signal in the conventional display device, and (b) is the back light with respect to the strength of the input signal in the display device according to the first embodiment. It is a graph which shows the light brightness, the liquid crystal transmittance and the output brightness. 実施形態１に係る表示装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the display device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態２に係る表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the display device which concerns on Embodiment 2. 実施形態２に係るバックライトデータ生成部、液晶データ生成部および輝度縮小処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the backlight data generation part, the liquid crystal data generation part, and the brightness reduction processing part which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る表示装置における、入力信号の強度に対するバックライト輝度、液晶透過率および出力輝度を示すグラフである。It is a graph which shows the backlight brightness, liquid crystal transmittance and output brightness with respect to the intensity of an input signal in the display device which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る表示装置における、輝度縮小処理部による処理前の画素の輝度と処理後の画素の輝度との関係の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the relationship between the luminance of a pixel before processing by the luminance reduction processing unit, and the luminance of a pixel after processing in the display device which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係るバックライトデータ生成部、液晶データ生成部および輝度縮小処理部の、図７に示したものとは別の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration different from that shown in FIG. 7 of a backlight data generation unit, a liquid crystal data generation unit, and a brightness reduction processing unit according to the second embodiment. 実施形態２に係る表示装置における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the display device which concerns on Embodiment 2. 実施形態３に係る表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the display device which concerns on Embodiment 3.

〔実施形態１〕
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。 [Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described in detail.

（表示装置１の構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１は、種々の入力画像を表示するものであり、主制御部２、表示部３、記憶部４、およびバッテリー５を備える。表示装置１は、例えば携帯情報端末である。 (Configuration of display device 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the display device 1 displays various input images, and includes a main control unit 2, a display unit 3, a storage unit 4, and a battery 5. The display device 1 is, for example, a mobile information terminal.

主制御部２は、表示装置１を統括的に制御する。記憶部４は、主制御部２が処理するプログラム等を記憶する。バッテリー５は、表示装置１の各部に供給される電力を蓄える。つまり、表示装置１の各部はバッテリー５により駆動される。 The main control unit 2 controls the display device 1 in an integrated manner. The storage unit 4 stores a program or the like processed by the main control unit 2. The battery 5 stores electric power supplied to each part of the display device 1. That is, each part of the display device 1 is driven by the battery 5.

表示部３は、表示制御部２０（制御装置）で処理された入力画像を表示する。本実施形態では、表示部３は、液晶ディスプレイである。具体的には、表示部３は、パネル駆動部３１、液晶表示パネル３２（液晶パネル）、バックライト３３、およびバックライト駆動部３４を備える。なお、本書の図中では、バックライトを「ＢＬ」と表現している。 The display unit 3 displays the input image processed by the display control unit 20 (control device). In the present embodiment, the display unit 3 is a liquid crystal display. Specifically, the display unit 3 includes a panel drive unit 31, a liquid crystal display panel 32 (liquid crystal panel), a backlight 33, and a backlight drive unit 34. In the figures of this document, the backlight is expressed as "BL".

パネル駆動部３１は、表示制御部２０で処理された入力画像に基づく液晶データに従い、液晶表示パネル３２の駆動を制御する。液晶表示パネル３２は、当該入力画像を表示する。バックライト３３は、独立制御可能な複数の光源３３１（図２参照）を備える。バックライト駆動部３４は、表示制御部２０で処理された入力画像に基づくバックライトデータに従い、バックライト３３の点灯を制御する。 The panel drive unit 31 controls the drive of the liquid crystal display panel 32 according to the liquid crystal data based on the input image processed by the display control unit 20. The liquid crystal display panel 32 displays the input image. The backlight 33 includes a plurality of light sources 331 (see FIG. 2) that can be independently controlled. The backlight driving unit 34 controls the lighting of the backlight 33 according to the backlight data based on the input image processed by the display control unit 20.

主制御部２は、表示部３を制御する表示制御部２０を備える。表示制御部２０の具体的な構成については後述する。 The main control unit 2 includes a display control unit 20 that controls the display unit 3. The specific configuration of the display control unit 20 will be described later.

（ローカルディミング機能）
本実施形態では、画像の表示処理を、液晶表示パネル３２の表示領域をマトリクス状に分割し、分割した分割領域（ローカルエリア、ブロック）毎にバックライト３３の各光源３３１の点灯制御を行うローカルディミング機能を用いて実現する。ここで、図２の（ａ）および（ｂ）を用いて、ローカルディミング機能を用いた画像処理の一例を説明する。図２の（ａ）は、当該画像処理の一例を説明するための図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＡ−Ａ線上における階調値を示すグラフである。図２の（ｂ）において、横軸はＡ−Ａ線上における位置を示し、縦軸は階調値を示す。 (Local dimming function)
In the present embodiment, the image display process is performed by dividing the display area of the liquid crystal display panel 32 into a matrix and controlling the lighting of each light source 331 of the backlight 33 for each divided area (local area, block). It is realized by using the dimming function. Here, an example of image processing using the local dimming function will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a diagram for explaining an example of the image processing. FIG. 2B is a graph showing the gradation value on the line AA of FIG. 2A. In FIG. 2B, the horizontal axis represents the position on the AA line, and the vertical axis represents the gradation value.

図２の（ａ）に示す入力画像においては、より階調値が高い領域が、より白に近い色で示されている。また、液晶表示パネル３２の表示領域（つまり当該表示領域に対応するバックライト３３）は、複数の分割領域（ｍ×ｎ個）に分割されている。図２の（ａ）では、バックライト３３は、ｍ×ｎ個の分割領域に分割されている。各分割領域は、複数の光源３３１のうちの１つを含む。但し、各分割領域に、２以上の光源３３１が割り当てられても構わない。 In the input image shown in FIG. 2A, a region having a higher gradation value is shown in a color closer to white. Further, the display area of the liquid crystal display panel 32 (that is, the backlight 33 corresponding to the display area) is divided into a plurality of divided areas (m × n). In FIG. 2A, the backlight 33 is divided into m × n divided regions. Each divided region includes one of a plurality of light sources 331. However, two or more light sources 331 may be assigned to each divided region.

図２の（ａ）に示すように、ローカルディミング機能を用いた画像処理が行われる場合、入力画像の輝度値（または画素値）に基づき、バックライト３３の輝度を制御するバックライトデータが生成される。具体的には、入力画像を各分割領域に対応する領域に分割し、各領域の輝度値に応じて、バックライト３３の各分割領域に含まれる光源３３１の光源輝度値がバックライトデータとして決定される。本実施形態では、バックライトデータは、バックライトデータ生成部２３により生成される。 As shown in FIG. 2A, when image processing using the local dimming function is performed, backlight data for controlling the brightness of the backlight 33 is generated based on the brightness value (or pixel value) of the input image. Will be done. Specifically, the input image is divided into regions corresponding to each divided region, and the light source brightness value of the light source 331 included in each divided region of the backlight 33 is determined as the backlight data according to the brightness value of each region. Will be done. In the present embodiment, the backlight data is generated by the backlight data generation unit 23.

このバックライトデータと、入力画像の輝度値とに基づき、液晶表示パネル３２を制御する液晶データが生成される。具体的には、バックライトデータ、および、光の拡散の仕方を数値で表したデータである輝度拡散関数（ＰＳＦ、Point Spread Function）に基づいて、バックライト３３の輝度分布が算出される。入力画像の輝度値（正規化した値）のそれぞれを、バックライト３３の輝度分布において対応する輝度値（正規化した値）で除算することで、液晶表示パネル３２の各絵素の出力値（液晶透過率）が決定される。この出力値を示すデータとして、図２の（ｂ）に示すような液晶データが生成される。本実施形態では、液晶データは、液晶データ生成部２４により生成される。 Liquid crystal data for controlling the liquid crystal display panel 32 is generated based on the backlight data and the brightness value of the input image. Specifically, the brightness distribution of the backlight 33 is calculated based on the backlight data and the brightness spread function (PSF, Point Spread Function), which is data that numerically expresses how the light is diffused. By dividing each of the brightness values (normalized values) of the input image by the corresponding brightness values (normalized values) in the brightness distribution of the backlight 33, the output value (normalized value) of each element of the liquid crystal display panel 32 ( Liquid crystal transmittance) is determined. As data indicating this output value, liquid crystal data as shown in FIG. 2B is generated. In the present embodiment, the liquid crystal data is generated by the liquid crystal data generation unit 24.

パネル駆動部３１が、液晶データが示す出力値で液晶表示パネル３２を駆動させると共に、バックライト駆動部３４が、バックライトデータが示す光源輝度値でバックライト３３の点灯制御を行うことにより、液晶表示パネル３２に入力画像が表示される。 The panel drive unit 31 drives the liquid crystal display panel 32 with the output value indicated by the liquid crystal data, and the backlight drive unit 34 controls the lighting of the backlight 33 with the light source brightness value indicated by the backlight data. The input image is displayed on the display panel 32.

本実施形態では、バックライトデータ生成部２３および液晶データ生成部２４のそれぞれは、入力画像を用いてバックライトデータおよび液晶データを生成する。また、後述する実施形態２においては、バックライトデータ生成部２３は、入力画像を用いてバックライトデータを生成するのに対し、液晶データ生成部２４は、入力画像を処理して得られる処理後画像を用いて液晶データを生成する。 In the present embodiment, each of the backlight data generation unit 23 and the liquid crystal data generation unit 24 generates the backlight data and the liquid crystal data using the input image. Further, in the second embodiment described later, the backlight data generation unit 23 generates backlight data using the input image, whereas the liquid crystal data data generation unit 24 is after processing obtained by processing the input image. Liquid crystal data is generated using images.

（表示制御部２０の詳細）
図１に示すように、上記表示処理を実現するために、表示制御部２０は、領域情報生成部２１（領域設定部）、位置検出部２２、バックライトデータ生成部２３（輝度決定部）、および液晶データ生成部２４（液晶透過率決定部）を備える。バックライトデータ生成部２３、および液晶データ生成部２４は、ローカルディミング機能を有し、かつ液晶ディスプレイとしての表示部３を直接的に制御する液晶ディスプレイ制御部として機能する。 (Details of display control unit 20)
As shown in FIG. 1, in order to realize the display processing, the display control unit 20 includes an area information generation unit 21 (area setting unit), a position detection unit 22, and a backlight data generation unit 23 (luminance determination unit). And a liquid crystal data generation unit 24 (liquid crystal transmittance determination unit) is provided. The backlight data generation unit 23 and the liquid crystal data generation unit 24 have a local dimming function and function as a liquid crystal display control unit that directly controls the display unit 3 as a liquid crystal display.

領域情報生成部２１は、入力画像において、輝度を低下させて表示する低輝度領域を設定する。具体的には、領域情報生成部２１は、入力画像において、低輝度領域とする領域の位置を特定する情報（低輝度領域特定情報）を生成する。 The area information generation unit 21 sets a low-luminance area to be displayed with reduced brightness in the input image. Specifically, the region information generation unit 21 generates information (low-luminance region identification information) for specifying the position of the region to be the low-luminance region in the input image.

領域情報生成部２１は、低輝度領域に設定する領域を、例えば当該領域に表示される情報の種類によって決定してもよい。具体的には、領域情報生成部２１は、例えば入力画像の一部に、ユーザに対する通知を行うために各種アプリケーションが生成する情報である通知情報を表示する場合に、当該通知情報が表示される領域を低輝度領域に設定してもよい。または、領域情報生成部２１は、当該通知情報が表示される領域以外の領域を低輝度領域に設定してもよい。この場合において、領域情報生成部２１は、表示装置１の状態（例えばロック状態または非ロック状態のいずれであるか）について判定する処理を先に実行し、判定結果に応じて、（ｉ）通知情報が表示される領域、または、（ｉｉ）通知情報が表示される領域以外の領域、のいずれを低輝度領域に設定するかを決定してもよい。 The area information generation unit 21 may determine the area to be set in the low-luminance area, for example, depending on the type of information displayed in the area. Specifically, when the area information generation unit 21 displays notification information, which is information generated by various applications for notifying the user, for example, the notification information is displayed in a part of the input image. The area may be set to a low brightness area. Alternatively, the area information generation unit 21 may set an area other than the area where the notification information is displayed as a low-luminance area. In this case, the area information generation unit 21 first executes a process of determining the state of the display device 1 (for example, whether it is in the locked state or the unlocked state), and (i) notifies according to the determination result. It may be determined whether the area where the information is displayed or (ii) the area other than the area where the notification information is displayed is set as the low-luminance area.

また、領域情報生成部２１は、入力画像において情報が更新された領域以外の領域を低輝度領域に設定してもよい。また、表示部３が液晶表示パネル３２に重畳されたタッチパネルを備える場合には、領域情報生成部２１は、ユーザがタッチした領域またはそれ以外の領域のいずれかを低輝度領域に設定してもよい。また、アプリケーションにより表示される表示項目のそれぞれに、（ｉ）当該表示項目が不要である度合いを示す不要度、または（ｉｉ）当該表示項目が重要である度合いを示す重要度、が設定されている場合には、領域情報生成部２１は、不要度が高い項目または重要度が低い項目を低輝度領域に設定してもよい。 Further, the area information generation unit 21 may set a region other than the region where the information is updated in the input image as a low-luminance region. Further, when the display unit 3 includes a touch panel superimposed on the liquid crystal display panel 32, the area information generation unit 21 may set either the user-touched area or the other area as the low-luminance area. good. Further, for each of the display items displayed by the application, (i) an unnecessary degree indicating the degree to which the display item is unnecessary, or (ii) an importance indicating the degree to which the display item is important is set. If so, the area information generation unit 21 may set an item having a high degree of unnecessaryness or an item having a low degree of importance in the low-luminance area.

位置検出部２２は、領域情報生成部２１が低輝度領域を設定するために表示位置を認識する必要のある画像の表示位置を検出する。例えば通知情報が表示される領域を低輝度領域に設定する場合、位置検出部２２は、当該通知情報を生成したアプリケーションから通知情報の表示位置を示す位置情報を取得することで、上記通知情報の表示位置を検出する。また、情報が更新された領域以外の領域を低輝度領域に設定する場合には、位置検出部２２は、情報が更新された領域の位置を示す位置情報を、入力画像を生成したアプリケーションから取得することで、上記情報が更新された領域の表示位置を検出する。また、不要度が高い項目または重要度が低い項目が表示される領域を低輝度領域に設定する場合には、位置検出部２２は、不要度が高い項目または重要度が低い項目の表示位置を示す位置情報を、入力画像を生成したアプリケーションから取得することで、上記不要度が高い項目または重要度が低い項目の表示位置を検出する。 The position detection unit 22 detects the display position of the image in which the area information generation unit 21 needs to recognize the display position in order to set the low-luminance region. For example, when the area where the notification information is displayed is set to the low brightness area, the position detection unit 22 obtains the position information indicating the display position of the notification information from the application that generated the notification information, so that the notification information can be displayed. Detect the display position. When setting a region other than the region where the information has been updated as a low-luminance region, the position detection unit 22 acquires the position information indicating the position of the region where the information has been updated from the application that generated the input image. By doing so, the display position of the area where the above information has been updated is detected. Further, when the area in which the items having a high degree of unnecessaryness or the items having a low degree of importance are displayed is set to the low brightness area, the position detection unit 22 sets the display position of the items having a high degree of unnecessaryness or the items having a low importance. By acquiring the indicated position information from the application that generated the input image, the display position of the item having high unnecessaryness or the item having low importance is detected.

また、ユーザがタッチした領域またはそれ以外の領域のいずれかを領域情報生成部２１が低輝度領域に設定する場合には、位置検出部２２は、ユーザによるタッチ位置を示す位置情報を、タッチパネルを介して検出する。 Further, when the area information generation unit 21 sets either the area touched by the user or the other area as the low-luminance area, the position detection unit 22 provides the touch panel with the position information indicating the touch position by the user. Detect through.

また、位置検出部２２は、取得した位置情報を一時的に保持する位置情報保持部２２１を備える。位置情報保持部２２１は、取得した位置情報に対応する入力画像を領域情報生成部２１が受信するタイミングで、当該位置情報を領域情報生成部２１に送信する。位置情報保持部２２１を備えることで、領域情報生成部２１による入力画像に対する画像処理時に、領域情報生成部２１に位置情報を提供できる。但し、画像処理時に領域情報生成部２１に位置情報を提供できる、または領域情報生成部２１で位置情報を保持できるのであれば、位置情報保持部２２１を備える必要は必ずしもない。 Further, the position detection unit 22 includes a position information holding unit 221 that temporarily holds the acquired position information. The position information holding unit 221 transmits the position information to the area information generation unit 21 at the timing when the area information generation unit 21 receives the input image corresponding to the acquired position information. By providing the position information holding unit 221, the position information can be provided to the area information generation unit 21 at the time of image processing for the input image by the area information generation unit 21. However, if the area information generation unit 21 can provide the position information at the time of image processing, or if the area information generation unit 21 can hold the position information, it is not always necessary to include the position information holding unit 221.

領域情報生成部２１は、位置検出部２２が検出した位置情報に基づいて、低輝度領域特定情報を生成する。例えば領域情報生成部２１は、位置検出部２２が検出した、通知情報が表示される領域、情報が更新された領域以外の領域、あるいは、不要度が高い項目または重要度が低い項目が表示される領域を低輝度領域とする低輝度領域特定情報を生成する。また、領域情報生成部２１は、（ｉ）位置検出部２２が検出したタッチ位置に基づいて決定される所定の範囲の領域、または（ｉｉ）当該所定の範囲の領域以外の領域を低輝度領域とする低輝度領域特定情報を生成してもよい。 The area information generation unit 21 generates low-luminance area identification information based on the position information detected by the position detection unit 22. For example, the area information generation unit 21 displays an area where the notification information is displayed, an area other than the area where the information is updated, or an item having a high degree of unnecessaryness or an item having a low importance detected by the position detection unit 22. Generates low-brightness area specific information with the low-brightness area as the low-brightness area. Further, the area information generation unit 21 sets (i) a region of a predetermined range determined based on the touch position detected by the position detection unit 22, or (ii) a region other than the region of the predetermined range as a low-luminance region. The low-luminance region specific information to be specified may be generated.

バックライトデータ生成部２３は、入力画像、および、領域情報生成部２１により生成された低輝度領域特定情報に基づいて、バックライトデータを生成してバックライト駆動部３４および液晶データ生成部２４へ出力する。液晶データ生成部２４は、上述したとおり、入力画像、および、バックライトデータ生成部２３が生成したバックライトデータに基づいて、液晶データを生成する。 The backlight data generation unit 23 generates backlight data based on the input image and the low-brightness region identification information generated by the region information generation unit 21, and transfers the backlight data to the backlight drive unit 34 and the liquid crystal data generation unit 24. Output. As described above, the liquid crystal data generation unit 24 generates liquid crystal data based on the input image and the backlight data generated by the backlight data generation unit 23.

図３は、本実施形態に係るバックライトデータ生成部２３および液晶データ生成部２４の具体的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、バックライトデータ生成部２３は、ＬＥＤ出力値算出部２３１と、ＢＬ輝度縮小処理部２３２とを備える。液晶データ生成部２４は、ＢＬ輝度分布データ生成部２４１と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）データ算出部２４４とを備える。 FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of the backlight data generation unit 23 and the liquid crystal data generation unit 24 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the backlight data generation unit 23 includes an LED output value calculation unit 231 and a BL brightness reduction processing unit 232. The liquid crystal data generation unit 24 includes a BL luminance distribution data generation unit 241 and an LCD (Liquid Crystal Display) data calculation unit 244.

ＬＥＤ出力値算出部２３１は、入力画像の輝度値に基づいて、バックライト３３の各領域における光源３３１の出力値（輝度）を算出し、ＢＬ輝度縮小処理部２３２へ出力する。ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、低輝度領域に対応する光源３３１の輝度が所定の上限輝度以下になるように、ＬＥＤ出力値算出部２３１から入力された光源３３１の輝度のうち、低輝度領域に対応するものに所定の係数（ファクター）を乗じる。具体的には、ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、０以上かつ１以下の係数を光源３３１の出力値に乗じることで光源３３１の輝度を補正すればよい。この場合において、上記係数は、光源３３１の輝度に依存しない一定の値であってもよく、光源３３１の輝度に応じて所定の関数に基づき変化する値、または段階的に変化する値でもよい。 The LED output value calculation unit 231 calculates the output value (luminance) of the light source 331 in each region of the backlight 33 based on the brightness value of the input image, and outputs the output value (luminance) to the BL brightness reduction processing unit 232. The BL brightness reduction processing unit 232 sets the brightness of the light source 331 corresponding to the low brightness region to the low brightness region among the brightness of the light source 331 input from the LED output value calculation unit 231 so that the brightness of the light source 331 is equal to or less than a predetermined upper limit brightness. Multiply the corresponding one by a given factor. Specifically, the BL brightness reduction processing unit 232 may correct the brightness of the light source 331 by multiplying the output value of the light source 331 by a coefficient of 0 or more and 1 or less. In this case, the coefficient may be a constant value that does not depend on the brightness of the light source 331, or may be a value that changes based on a predetermined function according to the brightness of the light source 331, or a value that changes stepwise.

また、ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、光源３３１の輝度について、上記所定の上限輝度と、当該上限輝度よりも小さい閾値とを設定してもよい。その上で、ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、上記閾値を超える輝度について、当該閾値から上記上限輝度までの間の範囲内の値に圧縮することで光源３３１の輝度を補正してもよい。 Further, the BL brightness reduction processing unit 232 may set the predetermined upper limit brightness and a threshold value smaller than the upper limit brightness for the brightness of the light source 331. Then, the BL brightness reduction processing unit 232 may correct the brightness of the light source 331 by compressing the brightness exceeding the threshold value to a value within the range between the threshold value and the upper limit brightness.

また、ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、低輝度領域に対応する光源３３１の輝度が所定の上限輝度よりも大きくなる場合に、当該光源３３１の輝度を所定の上限輝度に等しくなるように補正してもよい。 Further, the BL brightness reduction processing unit 232 corrects the brightness of the light source 331 so as to be equal to the predetermined upper limit brightness when the brightness of the light source 331 corresponding to the low brightness region becomes larger than the predetermined upper limit brightness. May be good.

ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、このように補正した後の、光源３３１の出力値を示すデータを、バックライトデータとしてバックライト駆動部３４および液晶データ生成部２４へ出力する。すなわち、バックライトデータ生成部２３は、光源３３１が実現可能な最大の輝度よりも小さい輝度である所定の上限輝度以下の輝度の範囲内で、領域情報生成部２１が設定した低輝度領域に対応する光源３３１の輝度を決定する。 The BL brightness reduction processing unit 232 outputs the data indicating the output value of the light source 331 after such correction to the backlight driving unit 34 and the liquid crystal data generation unit 24 as backlight data. That is, the backlight data generation unit 23 corresponds to a low brightness region set by the region information generation unit 21 within a range of brightness equal to or less than a predetermined upper limit brightness, which is a brightness smaller than the maximum brightness that can be realized by the light source 331. The brightness of the light source 331 to be used is determined.

図４の（ａ）は、従来の表示装置における、入力信号の強度に対するバックライト輝度、液晶透過率および出力輝度を示すグラフである。従来の表示装置においては、光源３３１の輝度（バックライト輝度）は、入力信号の増加に伴って０から１まで単調増加する。ここで、光源３３１の輝度は、光源３３１が実現可能な最大の輝度で正規化された値で示されている。また、従来の表示装置においては、液晶表示パネル３２の液晶透過率も、入力信号の増加に伴って単調増加し、入力信号が１００％の時点で液晶透過率も１００％になる。 FIG. 4A is a graph showing the backlight brightness, the liquid crystal transmittance, and the output brightness with respect to the intensity of the input signal in the conventional display device. In a conventional display device, the brightness (backlight brightness) of the light source 331 monotonically increases from 0 to 1 as the input signal increases. Here, the brightness of the light source 331 is indicated by a value normalized by the maximum brightness that can be realized by the light source 331. Further, in the conventional display device, the liquid crystal transmittance of the liquid crystal display panel 32 also increases monotonically with the increase of the input signal, and the liquid crystal transmittance becomes 100% when the input signal is 100%.

図４の（ｂ）は、表示装置１における、入力信号の強度に対するバックライト輝度、液晶透過率、正しい表示輝度および出力輝度を示すグラフである。表示装置１においては、通知情報表示領域に対応する光源３３１の輝度に上限（上限輝度）が設けられている。光源３３１が上限輝度よりも明るく点灯しないよう、バックライトデータ生成部２３が光源３３１を制御することにより、表示装置１の消費電力を低減する。図４の（ｂ）に示す例では、表示装置１においては、バックライト３３の輝度（バックライト輝度）の上限値は、最大の輝度の半分（０．５）である。 FIG. 4B is a graph showing the backlight brightness, the liquid crystal transmittance, the correct display brightness, and the output brightness with respect to the intensity of the input signal in the display device 1. In the display device 1, an upper limit (upper limit brightness) is provided for the brightness of the light source 331 corresponding to the notification information display area. The backlight data generation unit 23 controls the light source 331 so that the light source 331 does not light brighter than the upper limit brightness, thereby reducing the power consumption of the display device 1. In the example shown in FIG. 4B, in the display device 1, the upper limit of the brightness (backlight brightness) of the backlight 33 is half (0.5) of the maximum brightness.

このような表示装置１においては、入力信号が１８％程度以上の場合に、バックライト３３の輝度の不足分を液晶透過率の増加で補うことができなくなるため、液晶透過率が１００％になる。そのため、入力信号が１８％程度以上の場合に、当該画素の階調を適切に表現できなくなる。このような状態は、本来は映像の不具合となる。しかし、本開示においては、低輝度領域に表示される情報は基本的にユーザにとって重要でない。このため、低輝度領域に表示される情報を、複雑な階調パターンを用いて表示する必要性は低い。したがって、多くの場合この輝度制限が映像の不具合を引き起こすことはない。なお、この問題の解決方法については、実施形態２において説明する。 In such a display device 1, when the input signal is about 18% or more, the shortage of the brightness of the backlight 33 cannot be compensated by the increase in the liquid crystal transmittance, so that the liquid crystal transmittance becomes 100%. .. Therefore, when the input signal is about 18% or more, the gradation of the pixel cannot be appropriately expressed. Such a state is originally a defect of the image. However, in the present disclosure, the information displayed in the low luminance region is basically not important to the user. Therefore, it is less necessary to display the information displayed in the low-luminance region using a complicated gradation pattern. Therefore, in many cases, this brightness limitation does not cause video defects. A method for solving this problem will be described in the second embodiment.

なお、１８％という値は、輝度を評価するためのテストパターンによって定めた一例であり、実際の使用環境に応じて変動し得る値である。上記使用環境としては、入力画像のパターン、低輝度領域の面積、低輝度領域と高輝度領域との位置関係、並びに、高輝度領域の平均輝度およびそれに関連する高輝度領域のバックライト輝度などが挙げられる。 The value of 18% is an example determined by a test pattern for evaluating the brightness, and is a value that can fluctuate according to the actual usage environment. The usage environment includes the pattern of the input image, the area of the low-luminance region, the positional relationship between the low-luminance region and the high-luminance region, the average brightness of the high-luminance region, and the backlight brightness of the high-luminance region related thereto. Can be mentioned.

光源３３１の輝度に関する上記所定の上限輝度については、例えば表示装置１において実現したい消費電力量を決定し、当該消費電力量、および、バックライト３３の輝度と消費電力量との関係に基づいて設定すればよい。 Regarding the predetermined upper limit brightness regarding the brightness of the light source 331, for example, the power consumption amount to be realized in the display device 1 is determined, and the power consumption amount is set based on the power consumption amount and the relationship between the brightness of the backlight 33 and the power consumption amount. do it.

また、上記所定の上限輝度については、例えば低輝度領域において階調表現力を維持したい入力信号の上限（図４の（ｂ）に示す例では、１８％）に基づいて設定してもよい。この場合、低輝度領域に含まれる画素のうち、入力画像における輝度が上記上限輝度以下である画素については、表示用画像の輝度を液晶表示パネル３２の液晶透過率によって制御することができるため、輝度を高精度に制御できる。 Further, the predetermined upper limit brightness may be set based on, for example, the upper limit of the input signal for maintaining the gradation expressive power in the low brightness region (18% in the example shown in FIG. 4B). In this case, among the pixels included in the low-luminance region, the brightness of the display image can be controlled by the liquid crystal transmittance of the liquid crystal display panel 32 for the pixels whose brightness in the input image is equal to or less than the upper limit brightness. The brightness can be controlled with high precision.

ＢＬ輝度分布データ生成部２４１は、輝度拡散処理部２４２および線形補間部２４３を備える。輝度拡散処理部２４２は、ＬＥＤの出力値、および所定の輝度拡散関数（ＰＳＦ）に基づいて、個々の光源３３１による輝度分布データを算出する。線形補間部２４３は、個々の光源３３１による輝度分布データを線形補間することにより、バックライト３３全体の輝度分布データを算出する。ＬＣＤデータ算出部２４４は、バックライト３３全体の輝度分布データ、および入力画像に基づいて、液晶データを算出する。ＬＣＤデータ算出部２４４は、算出した液晶データをパネル駆動部３１へ出力する。 The BL luminance distribution data generation unit 241 includes a luminance diffusion processing unit 242 and a linear interpolation unit 243. The luminance diffusion processing unit 242 calculates the luminance distribution data by each light source 331 based on the output value of the LED and a predetermined luminance diffusion function (PSF). The linear interpolation unit 243 calculates the luminance distribution data of the entire backlight 33 by linearly interpolating the luminance distribution data of each light source 331. The LCD data calculation unit 244 calculates the liquid crystal data based on the brightness distribution data of the entire backlight 33 and the input image. The LCD data calculation unit 244 outputs the calculated liquid crystal data to the panel drive unit 31.

このように、バックライトデータ生成部２３および液晶データ生成部２４のそれぞれが、位置検出部２２が検出した表示位置に従ってバックライトデータおよび液晶データを生成することで、表示制御部２０は、表示位置に従った前記表示処理を行うことができる。 In this way, each of the backlight data generation unit 23 and the liquid crystal data generation unit 24 generates the backlight data and the liquid crystal data according to the display position detected by the position detection unit 22, so that the display control unit 20 can display the display position. The display process can be performed according to the above.

図５は、表示装置１の動作を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the display device 1.

表示装置１においては、まず、領域情報生成部２１が入力画像を取得し（Ｓ１１）、当該入力画像において、輝度を低下させて表示する低輝度領域を、位置検出部２２が検出した位置情報に基づいて設定する（Ｓ１２、領域設定ステップ）。バックライトデータ生成部２３は、入力画像、並びに、低輝度領域特定情報に基づいて光源３３１の輝度を決定する（Ｓ１３、輝度決定ステップ）。具体的には、バックライトデータ生成部２３において、ＬＥＤ出力値算出部２３１が光源３３１の出力値を算出した後、ＢＬ輝度縮小処理部２３２が、低輝度領域に対応する光源３３１の輝度を所定の上限輝度まで低下させたバックライトデータを生成する。さらに、液晶データ生成部２４は入力画像およびバックライトデータに基づいて液晶データを生成し（Ｓ１４）、表示部３は、生成されたバックライトデータおよび液晶データを用いて画像を表示する（Ｓ１５）。 In the display device 1, first, the area information generation unit 21 acquires the input image (S11), and in the input image, the low-luminance area to be displayed with the brightness reduced is used as the position information detected by the position detection unit 22. Set based on (S12, area setting step). The backlight data generation unit 23 determines the brightness of the light source 331 based on the input image and the low-luminance region identification information (S13, brightness determination step). Specifically, in the backlight data generation unit 23, after the LED output value calculation unit 231 calculates the output value of the light source 331, the BL brightness reduction processing unit 232 determines the brightness of the light source 331 corresponding to the low brightness region. Generates backlight data reduced to the upper limit brightness of. Further, the liquid crystal data generation unit 24 generates liquid crystal data based on the input image and the backlight data (S14), and the display unit 3 displays the image using the generated backlight data and the liquid crystal data (S15). ..

なお、表示装置１の状況によっては、ステップＳ１２において、低輝度領域として設定される領域が存在しないことも考えられる。その場合には、ステップＳ１３では、バックライトデータ生成部２３は、いずれの光源３３１についても輝度の上限を制限しないバックライトデータを生成する。 Depending on the situation of the display device 1, it is conceivable that the region set as the low-luminance region does not exist in step S12. In that case, in step S13, the backlight data generation unit 23 generates backlight data that does not limit the upper limit of the brightness of any of the light sources 331.

なお、本実施形態に係る表示部３は、例えば、光源の前に輝度調整専用の液晶パネル（モノクロ）と、色および輝度の決定用の液晶パネル（カラー）と、を積層した積層型プロジェクターであってもよい。積層型プロジェクターによれば、輝度のみを決定する液晶パネルと、色および輝度を決定する液晶パネルと、を分けることによって、広いダイナミックレンジで画像を表示する場合における、液晶パネルの解像度負担を低減することができる。表示部３が積層型プロジェクターである場合には、輝度調整専用の液晶パネルがバックライト３３に対応し、色および輝度の決定用の液晶パネルが液晶表示パネル３２に対応する。ただし、積層型プロジェクターにおいては、上記２種の液晶パネルの積層順は不問であり、輝度調整専用の液晶パネルが色および輝度の決定用の液晶パネルよりも手前側に積層されていてもよい。 The display unit 3 according to the present embodiment is, for example, a laminated projector in which a liquid crystal panel (monochrome) dedicated to brightness adjustment and a liquid crystal panel (color) for determining color and brightness are laminated in front of a light source. There may be. According to the stacked projector, by separating the liquid crystal panel that determines only the brightness and the liquid crystal panel that determines the color and brightness, the resolution burden of the liquid crystal panel when displaying an image in a wide dynamic range is reduced. be able to. When the display unit 3 is a laminated projector, the liquid crystal panel dedicated to brightness adjustment corresponds to the backlight 33, and the liquid crystal panel for determining color and brightness corresponds to the liquid crystal display panel 32. However, in the stacked projector, the stacking order of the above two types of liquid crystal panels does not matter, and the liquid crystal panel dedicated to the brightness adjustment may be stacked on the front side of the liquid crystal panel for determining the color and the brightness.

また、積層型プロジェクターは、上記２種の液晶パネルを透過した光を投影する構成の他、直視するタイプの表示装置のバックライトとして上記積層型プロジェクターを用いる構成（すなわちリアプロジェクターと透過パネルとの組み合わせ）を有していてもよい。 Further, the laminated projector has a configuration in which the light transmitted through the above two types of liquid crystal panels is projected, and a configuration in which the laminated projector is used as a backlight of a direct-view type display device (that is, a rear projector and a transmissive panel). Combination) may be possessed.

さらに、積層型プロジェクターは、表示部３の表示画面のサイズに近い液晶パネルと、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）パネルとを積層した構成を有していてもよい。この構成において、明るさを重視する場合には、ＯＬＥＤパネルを多原色ＯＬＥＤとしてもよい。 Further, the laminated projector may have a configuration in which a liquid crystal panel close to the size of the display screen of the display unit 3 and an OLED (organic light emitting diode) panel are laminated. In this configuration, when brightness is important, the OLED panel may be a multi-primary color OLED.

また、積層型プロジェクターにおいて、２種類の液晶パネルがともに高解像度（例えば一方が４Ｋ、他方が８Ｋ）である場合には、４Ｋの液晶パネルで色および輝度を決定し、８Ｋの液晶パネルで高精細な輝度情報を付加することが好ましい。これに対し、２種類の液晶パネルのうちの一方の解像度が、他方に比べて極端に低い（例えば一方が１０００分割、他方が８Ｋ）場合には、上述したように、解像度が低い液晶パネルを輝度調整専用とし、高解像度のパネルで色および輝度を決定することが好ましい。 Further, in a laminated projector, when both types of liquid crystal panels have high resolution (for example, one is 4K and the other is 8K), the color and brightness are determined by the 4K liquid crystal panel, and the high resolution is determined by the 8K liquid crystal panel. It is preferable to add fine brightness information. On the other hand, when the resolution of one of the two types of liquid crystal panels is extremely lower than that of the other (for example, one is divided into 1000 and the other is 8K), as described above, the liquid crystal panel having a low resolution is used. It is preferable that the color and brightness are determined by a high-resolution panel dedicated to brightness adjustment.

また、本実施形態に係る表示部３は、プロジェクターと液晶表示パネルとの複合、多原色ＯＬＥＤ／ＬＣＤ、半透過ディスプレイ、透明ディスプレイ、またはレーザーアレイであってもよい。また、表示部３は、複数の光源３３１からの光の透過率を別個に制御可能な、液晶表示パネル３２とは別の部材を有していてもよい。すなわち、表示部３は、輝度を複数の領域について別個に制御可能な光源と、当該領域内の輝度を画素ごとに調整する部材と、を備えていればよい。 Further, the display unit 3 according to the present embodiment may be a composite of a projector and a liquid crystal display panel, a multi-primary color OLED / LCD, a transflective display, a transparent display, or a laser array. Further, the display unit 3 may have a member different from the liquid crystal display panel 32, which can separately control the transmittance of light from the plurality of light sources 331. That is, the display unit 3 may include a light source whose brightness can be controlled separately for a plurality of regions and a member for adjusting the brightness in the region for each pixel.

〔実施形態２〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 [Embodiment 2]
Other embodiments of the present disclosure will be described below. For convenience of explanation, the members having the same functions as the members described in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図６は、本実施形態に係る表示装置１Ａの構成を示すブロック図である。図６に示すように、表示装置１Ａは、表示装置１の構成に加えて、輝度縮小処理部２５（画像処理部）をさらに備える。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the display device 1A according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the display device 1A further includes a luminance reduction processing unit 25 (image processing unit) in addition to the configuration of the display device 1.

図７は、本実施形態に係るバックライトデータ生成部２３、液晶データ生成部２４および輝度縮小処理部２５の構成を示すブロック図である。輝度縮小処理部２５は、低輝度領域を表示するときの液晶表示パネル３２の液晶透過率を考慮して定められた所定の様式に従って、入力画像における低輝度領域の輝度を低下させた処理後画像を生成する。 FIG. 7 is a block diagram showing the configurations of the backlight data generation unit 23, the liquid crystal data generation unit 24, and the brightness reduction processing unit 25 according to the present embodiment. The luminance reduction processing unit 25 reduces the brightness of the low-luminance region in the input image according to a predetermined format determined in consideration of the liquid crystal transmittance of the liquid crystal display panel 32 when displaying the low-luminance region. To generate.

既に図４を用いて説明したように、バックライト３３の輝度の上限を５０％に制限し、かつ入力画像の輝度値に基づいて液晶データを生成する場合、入力画像の入力信号の強度（例えば、階調値）が最大強度の１８％程度で液晶透過率が１００％になる。このように、バックライト輝度の上限を設けた上で入力画像をそのまま表示した場合に液晶透過率が１００％に達し、当該入力画像の画素の輝度に応じて液晶透過率が増加しない状況を、液晶透過率が飽和していると称する。液晶透過率が飽和した状態では、液晶による高精度な階調表現ができなくなる。表示装置１の通常使用において、液晶透過率の飽和が深刻な映像の不具合を起こさないことは、既に述べた通りである。しかし、ユーザの使用形態によっては、階調情報を維持することが好ましい状況も十分に有り得る。 As already described with reference to FIG. 4, when the upper limit of the brightness of the backlight 33 is limited to 50% and the liquid crystal data is generated based on the brightness value of the input image, the strength of the input signal of the input image (for example, , Gradation value) is about 18% of the maximum intensity, and the liquid crystal transmittance becomes 100%. In this way, when the input image is displayed as it is with the upper limit of the backlight brightness set, the liquid crystal transmittance reaches 100%, and the liquid crystal transmittance does not increase according to the brightness of the pixels of the input image. It is said that the liquid crystal transmittance is saturated. When the liquid crystal transmittance is saturated, high-precision gradation expression by the liquid crystal cannot be performed. As already described, in the normal use of the display device 1, the saturation of the liquid crystal transmittance does not cause a serious image defect. However, depending on the usage pattern of the user, there may be a situation in which it is preferable to maintain the gradation information.

そこで、輝度縮小処理部２５は、液晶透過率が飽和しないように、低輝度領域に含まれる画素に対応する液晶表示パネル３２の液晶透過率が所定値以上である入力画像の画素（ただし、最大の輝度を有する画素を除く）の輝度を、当該画素に対応する液晶パネルの液晶透過率が１００％よりも小さくなるように低下させる。上記所定値は、例えば８０％としてもよい。図４の（ｂ）に示した例では、入力画像の入力信号の強度が１０％程度で液晶透過率は８０％になる。 Therefore, the luminance reduction processing unit 25 determines the pixels of the input image (however, the maximum) in which the liquid crystal transmittance of the liquid crystal display panel 32 corresponding to the pixels included in the low-luminance region is equal to or higher than a predetermined value so that the liquid crystal transmittance is not saturated. The brightness of the liquid crystal panel corresponding to the pixel is reduced so that the liquid crystal transmittance of the liquid crystal panel corresponding to the pixel is smaller than 100%. The predetermined value may be, for example, 80%. In the example shown in FIG. 4B, the intensity of the input signal of the input image is about 10%, and the liquid crystal transmittance is 80%.

図８は、表示装置１Ａにおける、入力信号の強度に対するバックライト輝度、液晶透過率および出力輝度を示すグラフである。輝度縮小処理部２５は、入力画像のうち、低輝度領域に含まれ、かつ入力信号の強度が閾値（図８に示す例では１０％）よりも大きい画素について、その輝度を低下させた処理後画像を生成する。処理後画像における入力信号の強度と液晶透過率との関係は、図８のカーブＬ１が示すものである。すなわち、輝度縮小処理部２５は、処理後画像における入力信号の強度と液晶透過率との関係が、カーブＬ１が示す関係（所定の関係）となるように、入力画像の低輝度領域に含まれ、かつ入力信号の強度が１０％よりも大きい各画素の輝度を低下させる。 FIG. 8 is a graph showing the backlight brightness, the liquid crystal transmittance, and the output brightness with respect to the intensity of the input signal in the display device 1A. The brightness reduction processing unit 25 reduces the brightness of the pixels of the input image that are included in the low brightness region and whose intensity of the input signal is larger than the threshold value (10% in the example shown in FIG. 8). Generate an image. The relationship between the intensity of the input signal and the liquid crystal transmittance in the processed image is shown by the curve L1 in FIG. That is, the luminance reduction processing unit 25 is included in the low luminance region of the input image so that the relationship between the intensity of the input signal and the liquid crystal transmittance in the processed image is the relationship (predetermined relationship) indicated by the curve L1. Moreover, the brightness of each pixel having an input signal intensity of more than 10% is reduced.

図９は、表示装置１Ａにおける、輝度縮小処理部２５による処理前の画素の輝度と処理後の画素の輝度との関係の例を示すグラフである。図９のグラフにおける輝度の値は、０以上かつ１以下の範囲に正規化された輝度値である。例えば、輝度縮小処理部２５は、処理前の画素の輝度と、処理後の画素の輝度とが図９のグラフが示す関係になるように、入力画像における低輝度領域の画素の輝度を低下させる。より詳細には、輝度縮小処理部２５は、処理前の画素の輝度が０以上、かつＡ以下である場合には、下記（１）式を適用し、処理前の画素の輝度がＡより大きく、かつ１以下である場合には、下記（２）式を適用する。図９に示す例では、Ａ値は、図８の例における上記閾値（１０％）に対応する値（０．１）である。 FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the brightness of the pixels before processing and the brightness of the pixels after processing by the luminance reduction processing unit 25 in the display device 1A. The luminance value in the graph of FIG. 9 is a luminance value normalized to a range of 0 or more and 1 or less. For example, the brightness reduction processing unit 25 reduces the brightness of the pixels in the low brightness region in the input image so that the brightness of the pixels before the processing and the brightness of the pixels after the processing are in the relationship shown in the graph of FIG. .. More specifically, when the brightness of the pixel before processing is 0 or more and A or less, the brightness reduction processing unit 25 applies the following equation (1), and the brightness of the pixel before processing is larger than A. , And if it is 1 or less, the following equation (2) is applied. In the example shown in FIG. 9, the A value is a value (0.1) corresponding to the threshold value (10%) in the example of FIG.

ｙ＝ｘ・・・（１） y = x ... (1)

Figure 2021144066
Figure 2021144066

上記の式（１）および（２）を用いた処理は一例である。輝度縮小処理部２５による処理は、このような直線的な処理の他、任意の好ましいカーブに基づくルックアップテーブルを用いて行うこともできる。ただし、上述したとおり、輝度縮小処理部２５による処理の正確さは、表示装置１Ａの通常の使用形態においては重要ではない。 The processing using the above equations (1) and (2) is an example. In addition to such linear processing, the processing by the luminance reduction processing unit 25 can also be performed using a look-up table based on any preferable curve. However, as described above, the accuracy of the processing by the luminance reduction processing unit 25 is not important in the normal usage pattern of the display device 1A.

入力画像の画素値がＲ，Ｇ，Ｂで表現されている場合には、輝度縮小処理部２５は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの値に対して上述の処理を行ってもよい。または、輝度縮小処理部２５は、ＲＧＢのいずれか一つを選択して上述の処理を行い、他の色については選択した色の縮小比率に合わせて当該他の色の輝度を縮小してもよい。このような処理は、低輝度領域における色味変化を最小限に抑えることが必要な場合には好適である。選択する１色は、例えば予め決定されたいずれか１色（例えばＧ）であってもよく、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち最大の階調である色であってもよい。または、輝度縮小処理部２５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの値を輝度値と色度値とに変換し、輝度値に対して上述の処理を行ってもよい。 When the pixel value of the input image is represented by R, G, and B, the luminance reduction processing unit 25 may perform the above-mentioned processing on each of the values of R, G, and B. Alternatively, the luminance reduction processing unit 25 may select any one of RGB and perform the above-mentioned processing, and reduce the luminance of the other color according to the reduction ratio of the selected color. good. Such processing is suitable when it is necessary to minimize the change in color in the low-luminance region. The one color to be selected may be, for example, any one predetermined color (for example, G), or may be the color having the maximum gradation among R, G, and B. Alternatively, the luminance reduction processing unit 25 may convert the values of R, G, and B into a luminance value and a chromaticity value, and perform the above-mentioned processing on the luminance value.

本実施形態では、液晶データ生成部２４は、低輝度領域の輝度が入力画像よりも低下された処理後画像に基づいて液晶データを生成する。換言すれば、液晶データ生成部２４は、上記処理後画像に基づいて、低輝度領域を表示するときの液晶表示パネル３２の液晶透過率を決定する。 In the present embodiment, the liquid crystal data generation unit 24 generates liquid crystal data based on the processed image in which the brightness in the low luminance region is lower than that of the input image. In other words, the liquid crystal data generation unit 24 determines the liquid crystal transmittance of the liquid crystal display panel 32 when displaying the low-luminance region based on the processed image.

仮に液晶データ生成部２４が、入力画像における正規化輝度がＡ以上である低輝度領域の画素について、処理後画像ではなく入力画像に基づいて液晶データを生成するのであれば、当該画素に対応する液晶表示パネル３２の画素の液晶透過率は１００％となる。しかし、液晶データ生成部２４は、処理後画像に基づいて液晶データを生成するため、液晶透過率は１００％よりも小さくなる。このため、表示装置１Ａによれば、液晶表示パネル３２の液晶透過率が飽和することを抑制できる。 If the liquid crystal data generation unit 24 generates liquid crystal data based on the input image instead of the processed image for the pixels in the low brightness region in which the normalized brightness of the input image is A or more, it corresponds to the pixels. The liquid crystal transmission rate of the pixels of the liquid crystal display panel 32 is 100%. However, since the liquid crystal data generation unit 24 generates liquid crystal data based on the processed image, the liquid crystal transmittance is smaller than 100%. Therefore, according to the display device 1A, it is possible to suppress the saturation of the liquid crystal transmittance of the liquid crystal display panel 32.

したがって、本実施形態における表示装置１Ａによれば、（ｉ）消費電力を低減し、かつ（ｉｉ）入力画像の輝度が高い場合にも液晶による高精度な階調表現力を有する表示装置を実現することができる。 Therefore, according to the display device 1A in the present embodiment, a display device having (i) reduced power consumption and (ii) high-precision gradation expression by the liquid crystal display even when the brightness of the input image is high is realized. can do.

なお、輝度縮小処理部２５において、入力画像の輝度を低減させるか否かを決定する液晶透過率の上記所定値は、８０％に限定されず、適宜設定されればよい。 The predetermined value of the liquid crystal transmittance that determines whether or not to reduce the brightness of the input image in the brightness reduction processing unit 25 is not limited to 80% and may be appropriately set.

ところで、繰り返しになるが本開示に係る表示装置は、低輝度領域を生成することでデバイスの消費電力を低減し、かつ、低輝度領域でも視認性を最大限確保することにある。ここで、消費電力の低減に関わる処理は、図７のＢＬ輝度縮小処理部２３２における処理のみであって、輝度縮小処理部２５における処理は消費電力の低減には寄与せず、視認性に寄与するのみである。一方で、これも上述したことであるが、低輝度領域における正確な階調輝度表示の重要性は低い。すなわち、輝度縮小処理部２５における処理は、低輝度領域の視認性だけを考慮したものであればいいとも言える。 By the way, again, the display device according to the present disclosure is to reduce the power consumption of the device by generating a low-luminance region, and to secure the maximum visibility even in the low-luminance region. Here, the processing related to the reduction of power consumption is only the processing in the BL brightness reduction processing unit 232 of FIG. 7, and the processing in the brightness reduction processing unit 25 does not contribute to the reduction of power consumption and contributes to visibility. Only do. On the other hand, as described above, the importance of accurate gradation brightness display in the low brightness region is low. That is, it can be said that the processing in the brightness reduction processing unit 25 only needs to consider the visibility of the low brightness region.

図９を参照して説明した輝度縮小処理では，低輝度領域のバックライト輝度の上限が５０％であるという前提で（すなわち５０％以下では正確な階調輝度表示が可能であるように）入力画像の輝度を縮小している。しかしながら、バックライト輝度が５０％より小さい場合には、正確な階調で表現すべき入力輝度の上限も必然的に小さくなる。このため、入力輝度の圧縮率を高めなくても視認性を高める事が可能となる。 In the brightness reduction process described with reference to FIG. 9, the input is performed on the assumption that the upper limit of the backlight brightness in the low brightness region is 50% (that is, accurate gradation brightness display is possible at 50% or less). The brightness of the image is reduced. However, when the backlight brightness is smaller than 50%, the upper limit of the input brightness to be expressed by accurate gradation is inevitably also small. Therefore, it is possible to improve the visibility without increasing the compression rate of the input luminance.

図１０は、本実施形態に係るバックライトデータ生成部２３、液晶データ生成部２４および輝度縮小処理部２５の、図７に示したものとは別の構成を示すブロック図である。図１０に示す構成では、低輝度領域のＢＬ輝度情報が、ＢＬ輝度縮小処理部２３２から輝度縮小処理部２５に出力される。そのため、表示装置１Ａの低消費電力を保ったまま、より表示を最適化することができる。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration different from that shown in FIG. 7 of the backlight data generation unit 23, the liquid crystal data data generation unit 24, and the luminance reduction processing unit 25 according to the present embodiment. In the configuration shown in FIG. 10, BL brightness information in the low-luminance region is output from the BL brightness reduction processing unit 232 to the brightness reduction processing unit 25. Therefore, the display can be further optimized while maintaining the low power consumption of the display device 1A.

図１１は、表示装置１Ａにおける処理を示すフローチャートである。図１１に示すように、表示装置１Ａにおける処理は、表示装置１における処理と比較して、ステップＳ１３とＳ１４との間にステップＳ２１が実行される点でのみ相違する。 FIG. 11 is a flowchart showing processing in the display device 1A. As shown in FIG. 11, the process in the display device 1A differs only in that step S21 is executed between steps S13 and S14 as compared with the process in the display device 1.

表示装置１Ａにおいては、ステップＳ１３においてバックライトデータが生成された後、輝度縮小処理部２５が、低輝度領域に含まれる画素のうち、液晶透過率が所定の割合以上になる画素について、輝度を低下させる（Ｓ２１）。その後、液晶データ生成部２４は、輝度縮小処理部２５により輝度が低下された処理後画像、および、バックライトデータに基づいて液晶データを生成する（Ｓ１４）。 In the display device 1A, after the backlight data is generated in step S13, the brightness reduction processing unit 25 determines the brightness of the pixels included in the low brightness region whose liquid crystal transmittance is equal to or higher than a predetermined ratio. Decrease (S21). After that, the liquid crystal data generation unit 24 generates liquid crystal data based on the processed image whose brightness has been reduced by the brightness reduction processing unit 25 and the backlight data (S14).

〔実施形態３〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。 [Embodiment 3]
Other embodiments of the present disclosure will be described below.

図１２は、本実施形態に係る表示装置１Ｂの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、表示装置１Ｂは、表示装置１の構成に加えて、視線センサ６を備える。視線センサ６は、ユーザの視線の方向を検出し、当該方向を示す信号を表示制御部２０へ送信する。 FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the display device 1B according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, the display device 1B includes a line-of-sight sensor 6 in addition to the configuration of the display device 1. The line-of-sight sensor 6 detects the direction of the user's line of sight and transmits a signal indicating the direction to the display control unit 20.

表示制御部２０において、領域情報生成部２１は、ユーザの視線が向けられている領域以外の領域を低輝度領域に設定してもよい。例えば、表示装置１Ｂが複数のメッセージを表示するアプリケーションを実行している場合に、領域情報生成部２１は、ユーザの視線が向けられているメッセージの領域以外の領域を暗領域に設定してもよい。または、バックライトデータ生成部２３が、ユーザの視線が向けられているメッセージの領域以外の領域に対応する光源３３１を点灯させないようにしてもよい。 In the display control unit 20, the area information generation unit 21 may set a region other than the region to which the user's line of sight is directed as a low-luminance region. For example, when the display device 1B is executing an application for displaying a plurality of messages, the area information generation unit 21 may set an area other than the area of the message to which the user's line of sight is directed as a dark area. good. Alternatively, the backlight data generation unit 23 may not turn on the light source 331 corresponding to an area other than the area of the message to which the user's line of sight is directed.

また、視線センサ６は、ユーザの視線の方向を検出していない場合には、そのことを示す信号を表示制御部２０へ送信する。視線センサ６がユーザの視線を検出していない場合、すなわち、ユーザが画面を見ていない場合（例えば表示装置１または１Ａが通話機能を有し、ユーザが当該通話機能を利用するために表示装置１または１Ａを耳に当てている場合）には、領域情報生成部２１は表示部３の表示画面の全体を暗領域に設定してもよい。または、バックライトデータ生成部２３が、全ての光源３３１を点灯させないようにしてもよい。 If the line-of-sight sensor 6 has not detected the direction of the user's line of sight, the line-of-sight sensor 6 transmits a signal indicating that to the display control unit 20. When the line-of-sight sensor 6 does not detect the user's line of sight, that is, when the user is not looking at the screen (for example, the display device 1 or 1A has a call function, and the display device is used by the user to use the call function. When 1 or 1A is placed on the ear), the area information generation unit 21 may set the entire display screen of the display unit 3 as a dark area. Alternatively, the backlight data generation unit 23 may not turn on all the light sources 331.

なお、本実施形態に係る表示装置１Ｂは、表示装置１Ａの構成に加えて視線センサ６を備える構成を有していてもよい。 The display device 1B according to the present embodiment may have a configuration including a line-of-sight sensor 6 in addition to the configuration of the display device 1A.

〔ソフトウェアによる実現例〕
表示装置１、１Ａの制御ブロック（特に表示制御部２０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。 [Example of realization by software]
The control blocks (particularly the display control unit 20) of the display devices 1 and 1A may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software.

後者の場合、表示装置１、１Ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the display devices 1 and 1A include a computer that executes a program instruction, which is software that realizes each function. This computer includes, for example, at least one processor (control device) and at least one computer-readable recording medium that stores the program. Then, in the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present disclosure. As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, a "non-temporary tangible medium", for example, a ROM (Read Only Memory) or the like, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, a RAM (Random Access Memory) for expanding the above program may be further provided. Further, the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present disclosure can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.

上記の各実施形態においては、バッテリー５により表示装置に電力を供給していた。バッテリー駆動の表示装置の場合、消費電力を低減させ駆動時間を長くする要請が高いためである。しかしながら、本開示の技術を、外部から電力を供給する表示装置に用いても良い。その場合であっても、本開示の技術により、当該表示装置の消費電力を低減させる効果が得られる事は言うまでも無い。 In each of the above embodiments, the battery 5 supplies electric power to the display device. This is because in the case of a battery-powered display device, there is a high demand for reducing power consumption and prolonging the driving time. However, the technique of the present disclosure may be used for a display device that supplies electric power from the outside. Even in that case, it goes without saying that the technique of the present disclosure has the effect of reducing the power consumption of the display device.

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present disclosure. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

１、１Ａ 表示装置
３ 表示部
２０ 表示制御部（制御装置）
２１ 領域情報生成部（領域設定部）
２３ バックライトデータ生成部（輝度決定部）
２４ 液晶データ生成部（液晶透過率決定部）
２５ 輝度縮小処理部（画像処理部）
３２ 液晶表示パネル（液晶パネル）
３１１ 光源 1, 1A Display device 3 Display unit 20 Display control unit (control device)
21 Area information generation unit (area setting unit)
23 Backlight data generation unit (brightness determination unit)
24 Liquid crystal data generation unit (liquid crystal transmittance determination unit)
25 Luminance reduction processing unit (image processing unit)
32 Liquid crystal display panel (liquid crystal panel)
311 light source

Claims (6)

独立制御可能な複数の光源を有する表示部を備えた表示装置の制御装置であって、
入力画像において、輝度を低下させて表示する低輝度領域を設定する領域設定部と、
前記入力画像に基づいて前記光源の輝度を決定する輝度決定部と、を備え、
前記輝度決定部は、前記光源が実現可能な最大の輝度よりも小さい輝度である上限輝度以下の輝度の範囲内で、前記領域設定部が設定した低輝度領域に対応する前記光源の輝度を決定する制御装置。 A control device for a display device having a display unit having a plurality of light sources that can be independently controlled.
In the input image, an area setting unit that sets a low-luminance area to be displayed with reduced brightness,
A luminance determination unit for determining the luminance of the light source based on the input image is provided.
The brightness determining unit determines the brightness of the light source corresponding to the low brightness region set by the region setting unit within the range of the upper limit brightness or less, which is the brightness smaller than the maximum brightness that can be realized by the light source. Control device. 前記表示装置は、液晶パネルを備え、
前記制御装置は、
前記入力画像および前記光源の輝度に基づいて、前記液晶パネルの液晶透過率を決定する液晶透過率決定部をさらに備える請求項１に記載の制御装置。 The display device includes a liquid crystal panel.
The control device is
The control device according to claim 1, further comprising a liquid crystal transmittance determining unit that determines the liquid crystal transmittance of the liquid crystal panel based on the input image and the brightness of the light source. 前記表示装置は、液晶パネルを備え、
前記制御装置は、
前記低輝度領域を表示するときの前記液晶パネルの液晶透過率を考慮して定められた所定の様式に従って、前記入力画像における前記低輝度領域の輝度を低下させた処理後画像を生成する画像処理部と、
前記処理後画像および前記光源の輝度に基づいて、前記液晶パネルの液晶透過率を決定する液晶透過率決定部と、をさらに備える請求項１に記載の制御装置。 The display device includes a liquid crystal panel.
The control device is
Image processing that generates a processed image in which the brightness of the low-luminance region in the input image is reduced according to a predetermined format determined in consideration of the liquid crystal transmittance of the liquid crystal panel when displaying the low-luminance region. Department and
The control device according to claim 1, further comprising a liquid crystal transmittance determining unit that determines the liquid crystal transmittance of the liquid crystal panel based on the processed image and the brightness of the light source. 前記画像処理部は、前記入力画像において、前記低輝度領域に含まれる画素に対応する液晶パネルの液晶透過率が所定値以上である画素の輝度を、当該画素に対応する液晶パネルの液晶透過率が１００％よりも小さくなるように低下させる、請求項３に記載の制御装置。 In the input image, the image processing unit sets the brightness of the pixels whose liquid crystal transmittance corresponding to the pixels included in the low brightness region is equal to or higher than a predetermined value, and the liquid crystal transmittance of the liquid crystal panel corresponding to the pixels. 3. The control device according to claim 3, wherein the control device is reduced so as to be smaller than 100%. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置を備えた表示装置。 A display device including the control device according to any one of claims 1 to 4. 独立制御可能な複数の光源を有する表示部を備えた表示装置の制御方法であって、
入力画像において、輝度を低下させて表示する低輝度領域を設定する領域設定ステップと、
前記入力画像に基づいて前記光源の輝度を決定する輝度決定ステップと、を含み、
前記輝度決定ステップにおいて、前記光源が実現可能な最大の輝度よりも小さい輝度である上限輝度以下の輝度の範囲内で、前記領域設定ステップにおいて設定された低輝度領域に対応する前記光源の輝度を決定する制御方法。 A control method for a display device having a display unit having a plurality of light sources that can be independently controlled.
In the input image, the area setting step to set the low brightness area to be displayed with reduced brightness, and
Including a luminance determination step of determining the luminance of the light source based on the input image.
In the brightness determination step, the brightness of the light source corresponding to the low brightness region set in the region setting step is set within the range of the brightness equal to or less than the upper limit brightness, which is the brightness smaller than the maximum brightness that can be realized by the light source. Control method to determine.
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