WO2019239928A1

WO2019239928A1 - 制御装置、表示装置および制御方法

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Publication number: WO2019239928A1
Application number: PCT/JP2019/021857
Authority: WO
Inventors: 塩見　誠; 尚子後藤; 井上　尚人; 彩岡本; 寺沼　修; 正雄栗野; 勇樹勝村
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2019-12-19

Abstract

表示装置の消費電力を低減可能な制御装置を実現する。表示制御部（２０）は、独立制御可能な複数の光源（３３１）を有する表示部（３）とタッチパネルとを備えた表示装置（１）の制御装置であって、表示部の表示領域のうち、タッチパネルにより検出したタッチ位置または予め想定されるタッチ位置に関連する表示領域とそれ以外の表示領域とで光源の明るさを異ならせるよう複数の光源を制御する。

Description

制御装置、表示装置および制御方法

　以下の開示は、画像などの表示を制御する制御装置、当該制御装置を備える表示装置、および画像などの表示を制御する制御方法に関する。

　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。

日本国公開特許公報「特開２０１７－４５０３０号公報（２０１７年３月２日公開）」

　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。

　本開示の一態様は、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することを目的とする。

　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とタッチパネルとを備えた表示装置の制御装置であって、前記表示部の表示領域のうち、前記タッチパネルにより検出したタッチ位置または予め想定されるタッチ位置に関連する表示領域とそれ以外の表示領域とで前記光源の明るさを異ならせるよう前記複数の光源を制御する。

　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とタッチパネルとを備えた表示装置の制御方法であって、前記表示部の表示領域のうち、前記タッチパネルにより検出したタッチ位置または予め想定されるタッチ位置に関連する表示領域とそれ以外の表示領域とで前記光源の明るさを異ならせるよう前記複数の光源を制御する。

　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。

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。実施形態１に係る表示部の構成を示す図である。（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。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。実施形態２に係る表示装置の動作を示すフローチャートである。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。実施形態３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。実施形態３に係る表示装置の動作を示すフローチャートである。実施形態３に係る表示装置における、入力画像の輝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。実施形態４に係る表示装置の構成を示すブロック図である。実施形態４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。実施形態４に係る表示装置における、入力画像の輝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。実施形態４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。実施形態４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１１に示したものとは別の構成を示すブロック図である。実施形態４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。

　〔実施形態１〕
　以下、本開示の実施形態１について、詳細に説明する。

　（表示装置１の構成）
　図１は、実施形態１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。

　主制御部２は、表示装置１を統括的に制御する制御装置である。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。

　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。実施形態１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、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」という文字を「ＢＬ」とも表現している。

　図２は、実施形態１に係る表示部３の構成を示す図である。図２に示すように、表示部３は、保護ガラス１０１と、タッチパネル１０２と、液晶表示パネル３２と、バックライト３３とがこの順で重畳された構成を有する。タッチパネル１０２は、表示部３に対するユーザのタッチ位置を検出するためのセンサである。保護ガラス１０１およびタッチパネル１０２は、図１においては省略されている。

　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３参照）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。

　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は、入力画像の一部の領域の輝度を低下させることにより、当該領域に対応する光源３３１の明るさを低下させる。入力画像の該当部分よりも暗く画像を表示する表示領域を暗領域と称する。逆に、入力画像の輝度に忠実に画像を表示する表示領域を明領域と称する。暗領域は、通常、明領域よりも暗く見えるように表示される領域であるが、必ずしも真っ暗な領域でなくてもよい。

　表示制御部２０は、タッチパネル１０２により検出したタッチ位置に関連する表示領域とそれ以外の表示領域とで光源３３１の明るさを異ならせる。実施形態１では、表示制御部２０は、所定のアプリケーションの実行中に、タッチパネル１０２にユーザがタッチした場合に、タッチ位置に関連する領域（タッチ領域と称する）に対応するバックライト３３の光源３３１を、他の光源３３１より明るく点灯させる表示処理を行う（第一の表示処理）。換言すれば、表示制御部２０は、タッチ領域以外の表示領域（非タッチ領域と称する）に対応する光源３３１を、タッチ領域に対応する光源３３１よりも暗く点灯させる。

　上記タッチ領域とは、ユーザのタッチ位置を基準として定められる所定の大きさの範囲、または上記タッチ位置に表示されている１つのまとまったコンテンツが占める領域（例えば、あるメッセージを表示している１つのウィンドウ）、若しくは、上記コンテンツおよび当該コンテンツと関連付けられた少なくとも１つのコンテンツ（例えば、受信メールと当該受信メールに対する返信メールとが表示されている領域）が占める領域である。

　なお、ユーザがタッチパネル１０２にタッチしたあと、所定の時間が経過すると、表示制御部２０は、タッチ領域に対応するバックライト３３の光源３３１を、非タッチ領域に対応する光源３３１と同じ明るさで点灯させる。上記所定の時間の長さについては適宜設定されればよい。

　また、タッチ領域が変化した場合（すなわちユーザがタッチ位置を変更した場合）には、表示制御部２０は、元のタッチ領域に対応する光源３３１の輝度を、非タッチ領域に対応する光源３３１と同じ明るさに変化させる。この場合、表示制御部２０は、元のタッチ領域に対応する光源３３１の明るさを、即座に変化させてもよく、上記所定の時間の経過後に変化させてもよい。または、表示制御部２０は、光源３３１の明るさを、上記所定の時間とは異なる長さの時間の経過後に変化させてもよい。

　ユーザのタッチ位置に表示されている情報が、ユーザにとって重要な情報であるか否かは、表示装置１が実行しているアプリケーションによって異なる。表示装置１においては、ユーザにとって重要な情報がタッチ領域に含まれるか否かの情報がアプリケーションごとに登録されている。

　ユーザにとって重要な情報がタッチ領域に含まれるアプリケーション（以下、第１種アプリケーションと称する）の例としては、例えば、地図、ＳＮＳ（Social Networking Service）、メール、またはメッセンジャーのアプリケーションなどが挙げられる。

　地図アプリケーションの場合、表示制御部２０は、現在地周辺を明領域、他の領域を暗領域とする。ユーザが地図上の点をタッチした場合、当該点はユーザの目的地であると想定する。このため、表示制御部２０は、ユーザが地図上の点をタッチした場合、タッチ領域を明領域とする。

　また、地図の用途として、現在地から目的地までの間（経路など）が重要な情報となることも考えられる。このため、表示制御部２０は、ユーザが地図上の点をタッチした場合、現在地からタッチ位置までの領域を帯状に明領域としてもよい。

　ＳＮＳ、メール、またはメッセンジャーなどのアプリケーションの場合、表示制御部２０は、一覧画面でユーザがタッチしたスレッド、またはメッセージのみを明領域としてよい。また、全画面で長文を表示する場合には、表示制御部２０は、タッチ位置を含む所定の大きさの領域のみを明領域としてもよい。

　第１種アプリケーションの、さらに別の例として、再生中の音楽の歌詞または楽曲情報などを表示する機能を有する音楽再生アプリケーションが挙げられる。この場合、表示制御部２０は、入力画像の全体を暗領域としつつも、再生中の音楽の歌詞または楽曲情報を表示する領域をユーザがタッチした場合に当該領域を明領域とする。

　その他、アプリケーションごと、かつユーザの操作の種類ごとに、表示制御部２０による表示処理の態様が表示装置１に登録されていてもよい。例えば、ニュースを表示するアプリケーションについて、緊急ニュースが表示される領域については、ユーザがタッチしなくても明領域として表示することが登録されていてもよい。また、地図アプリケーションについて、ユーザのタッチ操作に応じた表示輝度の変更とは別に、表示部３の中央を明領域とし、中央から離隔した領域ほど輝度を低下させることが登録されていてもよい。また、ユーザがタッチパネル１０２に長時間タッチした場合に、短時間タッチした場合と比較して、タッチ領域を明領域として維持する時間が長くなるようにしてもよい。

　実施形態１では、タッチ領域に表示されている情報は、表示装置１を使用しているユーザにとって重要な情報であることを前提とする。実施形態１では、この前提のもとで、タッチ領域以外の領域の輝度を低下させることにより、消費電力の低減を図っている。

　（ローカルディミング機能）
　実施形態１では、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、画像の表示処理を実現する。ここで、図３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３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３の（ｂ）は、図３の（ａ）のＡ－Ａ線上における階調値を示すグラフである。図３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。

　図３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３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。

　図３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。実施形態１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。

　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３の（ｂ）に示すような液晶データが生成される。実施形態１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。

　図３の（ｂ）に示す液晶データでは、入力画像の輝度が低い暗領域のうち、中心の輝度が高い領域から離隔した領域に対応する領域では、バックライトの輝度分布における輝度値が小さいため、階調値は大きくなっている。一方、入力画像の輝度が低い領域のうち、中心の輝度が高い領域の近傍の領域では、中心の輝度が高い領域の影響で、バックライトの輝度分布における輝度値が大きいため、階調値は小さくなっている。

　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。

　実施形態１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だけでなく、後述の処理後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。

　（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、画像処理部２１、位置検出部２２、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。

　実施形態１では、画像処理部２１は、表示装置１が第１種アプリケーションを実行中であるときに、表示部３の画面全体を暗領域に設定する。具体的には、画像処理部２１は、入力画像全体について、輝度を減少（例えば１／２に減少）させる。ただし、画像処理部２１は、タッチパネル１０２にユーザがタッチした場合、そのタッチ領域については明領域に設定する。これにより、画像処理部２１は、入力画像におけるタッチ領域の輝度を、非タッチ領域の輝度よりも大きくし、タッチ領域の視認性を維持することができる。

　以下の説明では、簡単のため、表示部３の暗領域に対応する入力画像の領域についても暗領域と称することがある。同様に、表示部３の明領域に対応する入力画像の領域についても明領域と称することがある。

　位置検出部２２は、タッチパネル１０２に対するユーザのタッチ位置を示す位置情報を検出する。

　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画像処理部２１が受信するタイミングで、当該位置情報を画像処理部２１に送信する。位置情報保持部２２１を備えることで、画像処理部２１による入力画像に対する画像処理時に、画像処理部２１に位置情報を提供できる。但し、（ｉ）画像処理時に画像処理部２１に位置情報を提供できるのであれば、または、（ｉｉ）画像処理部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。

　バックライトデータ生成部２３は、画像処理部２１により上記画像処理が施された処理後画像に基づいて、バックライトデータを生成する。すなわち、バックライトデータ生成部２３は、タッチ領域に対応する光源３３１を、他の光源３３１（すなわち、暗領域に対応する光源３３１）よりも明るく点灯させるようにバックライトデータを生成する。

　液晶データ生成部２４は、画像処理部２１により画像処理が施された処理後画像、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。

　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。

　（表示装置１の動作）
　図４は、表示装置１の動作を示すフローチャートである。

　表示装置１においては、まず、画像処理部２１が入力画像を取得する（Ｓ１１）。次に、画像処理部２１は、表示装置１が第１種アプリケーションを実行中であるか否か判定する（Ｓ１２）。表示装置１が第１種アプリケーションを実行中である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、画像処理部２１は、当該アプリケーションごとに設定された表示様式の情報に従い、入力画像において明領域または暗領域、もしくはその両方を設定する（Ｓ１３）。

　画像処理部２１は、位置検出部２２からタッチ位置を示す位置情報を取得すると（Ｓ１４でＹＥＳ）、タッチ領域のみを明領域とする処理後画像を生成する（Ｓ１５）。

　その後、生成された処理後画像に基づいて、バックライトデータ生成部２３がバックライトデータを生成し（Ｓ１６）、液晶データ生成部２４が液晶データを生成する（Ｓ１７）。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（Ｓ１８）。

　これら一連の処理により、タッチ領域に対応する光源３３１は、通常の輝度で点灯し、非タッチ領域に対応する光源３３１は、タッチ領域に対応する光源３３１よりも暗く点灯する。そのため、タッチ領域に表示されている情報の視認性を損なうことなく、表示装置１の消費電力を低減できる。

　なお、表示装置１が第１種アプリケーションを実行していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、画像処理部２１は、入力画像について輝度の変更を行わず、入力画像の全体を明領域に設定する（Ｓ１９）。その後、上述したステップＳ１６～Ｓ１８の処理が実行される。また、表示装置１が第１種アプリケーションを実行している場合であって、ユーザがタッチパネルにタッチしていない場合（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ１５がスキップされてＳ１６～Ｓ１８の処理が実行される。

　また、表示装置１が第１種アプリケーションを実行していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、画像処理部２１は、入力画像の全体を暗領域に設定してもよい。このような処理は、例えば表示装置１の消費電力を低減することが特に重要な場合になされてもよい。また、表示される情報が特に重要でないアプリケーションについても消費電力低減の対象となるアプリケーションとして登録し、タッチの状態に関係なく入力画像の一部または全体を暗領域に設定してもよい。

　〔実施形態２〕
　本開示の実施形態２について、以下に説明する。実施形態２に係る表示装置の構成は実施形態１に係る表示装置１の構成と同じであるため、図１を参照して説明する。

　実施形態２では、実施形態１とは異なり、ユーザのタッチ位置に表示されている情報は、表示装置１を使用しているユーザにとって重要ではない情報であることを前提とする。実施形態２では、この前提のもとで、タッチ位置に対応する表示領域の輝度を低下させることにより、消費電力の低減を図っている。このような前提が成立するアプリケーション（第２種アプリケーションと称する）としては、文章作成アプリケーションが挙げられる。文章作成アプリケーションにおいては、ユーザがタッチする領域は、例えば文字入力用のキーボード等の、表示装置１を操作するためにタッチされる領域（操作領域）であるため、当該領域の視認性が低下しても問題は生じない。

　実施形態２において、画像処理部２１は、表示装置１が第２種アプリケーションを実行しているときに、表示部３の画面全体を明領域に設定する。この状態において画像処理部２１は、ユーザがタッチパネル１０２にタッチした場合に、入力画像における操作領域（タッチ領域）の輝度を、操作領域以外の領域（非タッチ領域）の輝度よりも小さくする。

　なお、画像処理部２１は、入力画像において、第２種アプリケーションが予め規定する操作領域の輝度をそれ以外の領域の輝度よりも小さくしてもよい。すなわち、画像処理部２１は、タッチ操作の有無に関わらず、予め規定されている操作領域に対応する表示領域を暗領域に設定してもよい。換言すれば、表示制御部２０は、予め規定されている操作領域に対応する光源を、それ以外の表示領域に対応する光源よりも暗く点灯させてもよい。

　実施形態２のバックライトデータ生成部２３は、画像処理部２１により上記画像処理が施された処理後画像に基づいて、バックライトデータを生成する。すなわち、実施形態２のバックライトデータ生成部２３は、タッチ領域に対応する光源３３１を、他の光源３３１より暗く点灯させる（第二の表示処理）。

　図５は、実施形態２に係る表示装置１の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、明領域または暗領域に設定する具体的な処理については実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

　実施形態２では、画像処理部２１は、入力画像を取得（Ｓ２１）した後、表示装置１が第２種アプリケーションを実行中であるか判定する（Ｓ２２）。表示装置１が第２種アプリケーションを実行中である場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、画像処理部２１は、当該アプリケーションについての登録情報に従い、入力画像において明領域および／または暗領域を設定する（Ｓ２３）。

　画像処理部２１は、タッチ位置を示す位置情報を取得すると（Ｓ２４でＹＥＳ）、タッチ領域を暗領域とした処理後画像を生成する（Ｓ２５）。

　その後、生成された処理後画像に基づいて、バックライトデータ生成部２３がバックライトデータを生成し（Ｓ２６）、液晶データ生成部２４が液晶データを生成する（Ｓ２７）。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（Ｓ２８）。

　これら一連の処理により、タッチ領域に対応する光源３３１は、非タッチ領域に対応する光源３３１よりも暗く点灯する。第２種アプリケーションを利用している最中のユーザにとってタッチ領域に表示されている情報は重要性の低い情報であるため、タッチ領域を暗く表示することによって消費電力の低減を図ることができる。非タッチ領域は、通常の明るさで表示されるため、ユーザにとって重要な情報の視認性が損なわれることはない。

　なお、表示装置１が第２種アプリケーションを実行していない場合（Ｓ２２でＮＯ）、画像処理部２１は、入力画像について輝度の変更を行わず、入力画像の全体を明領域に設定する（Ｓ２９）。その後、上述したステップＳ１６～Ｓ１８の処理が実行される。また、表示装置１が第２種アプリケーションを実行していて、ユーザがタッチパネル１０２にタッチしていない場合（Ｓ２４でＮＯ）、ステップＳ２５がスキップされてＳ２６～Ｓ２８の処理が実行される。

　また、表示装置１が第２種アプリケーションを実行していない場合（Ｓ２２でＮＯ）、画像処理部２１は、入力画像の全体を暗領域に設定してもよい。

　〔実施形態３〕
　本開示の実施形態３について、以下に説明する。

　実施形態１および２の表示装置１では、画像処理部２１は、入力画像におけるタッチ領域または非タッチ領域の輝度を低下させていた。これに対し、実施形態３の表示装置１Ａは、入力画像を忠実に表示する場合よりも輝度を低下させて当該入力画像の一部を表示する表示領域に対応する光源３３１の輝度の上限を制限し、当該光源３３１が上限値よりも大きい輝度で点灯しないようにバックライトデータを生成する。

　実施形態３では、この低消費電力技術を実施形態２の表示装置１に適用した場合の具体例について説明する。実施形態３では、実施形態２と同様、タッチ領域に表示されている情報は、表示装置１を使用しているユーザにとって重要ではない情報であることを前提とする。実施形態３では、この前提のもとで、タッチ領域の輝度を上限値以下にすることにより、消費電力の低減を図っている。

　図６は、実施形態３の表示装置１Ａの構成を示す図である。図６に示すように、表示装置１Ａは、画像処理部２１の代わりに領域情報生成部２５を備える。

　領域情報生成部２５は、タッチ領域には上記低消費電力技術を適用し、非タッチ領域には上記低消費電力技術を適用しない。低消費電力技術が適用される表示領域を低輝度領域と称し、低消費電力技術が適用されない表示領域を明領域と称する。低輝度領域は、入力画像を忠実に表示する場合よりも輝度を低下させて当該入力画像の一部を表示する表示領域であり、結果的に入力画像より小さい輝度で入力画像の一部が表示される点において、上述の暗領域と同じ効果をもたらす領域である。

　具体的には、領域情報生成部２５は、位置検出部２２が検出したタッチ領域の位置に基づいて明領域および低輝度領域を決定し、明領域および低輝度領域を示すデータおよび入力画像をバックライトデータ生成部２３へ出力する。実施形態３のバックライトデータ生成部２３は、入力画像に基づいて決定される、低輝度領域に対応する光源３３１の輝度が、所定の上限値よりも大きい場合に、当該輝度を所定の上限値まで低下させたバックライトデータを生成する。

　図７は、実施形態３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７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。

　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値よりも大きい場合に、当該輝度を所定の上限値まで低下させる。このように補正させた後の、光源３３１の出力値を示すデータが、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へ出力される。

　なお、ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、光源３３１の輝度を別の方法で補正してもよい。例えば、ＢＬ輝度縮小処理部２３２は、光源３３１の輝度について、上記所定の上限値と、当該上限値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値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。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の輝度に対して、０以上かつ１以下の係数（ファクター）を乗じることで光源３３１の輝度を補正してもよい。この場合において、上記係数は、（ｉ）光源３３１の輝度に依存しない一定の値であってもよいし、あるいは、（ｉｉ）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）であってもよい。

　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。

　図８は、表示装置１Ａの動作を示すフローチャートである。

　表示装置１Ａにおいては、まず、領域情報生成部２５が入力画像を取得し（Ｓ３１）、表示装置１Ａが第２種アプリケーションを実行しているか否か判定する（Ｓ３２）。表示装置１Ａが第２種アプリケーションを実行している場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、領域情報生成部２５は、当該第２種アプリケーションについての登録情報に従い、入力画像において明領域および／または低輝度領域を設定する（Ｓ３３）。実施形態３における「明領域に設定する」とは、実施形態１における処理とは異なり、当該領域が明領域であることを特定する情報を生成する処理である。

　領域情報生成部２５は、タッチ領域の位置を示す位置情報を取得すると（Ｓ３４でＹＥＳ）、入力画像におけるタッチ領域を低輝度領域に設定する（Ｓ３５）。具体的には、領域情報生成部２５は、低輝度領域として表示されるべきタッチ領域の入力画像における位置を特定する情報（低輝度領域特定情報）を生成する。

　その後、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バックライトデータを生成する（Ｓ３６）。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値まで低下させる。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（Ｓ３７）、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（Ｓ３８）。

　なお、表示装置１Ａが第２種アプリケーションを実行していない場合（Ｓ３２でＮＯ）、領域情報生成部２５は、入力画像の全体を明領域に設定し（Ｓ３９）、バックライトデータを生成する（Ｓ３０）。その後、上述したステップＳ３７およびＳ３８の処理が実行される。また、表示装置１Ａが第２種アプリケーションを実行している状態であって、ユーザがタッチパネル１０２にタッチしていない場合（Ｓ３４でＮＯ）、ステップＳ３５がスキップされてＳ３６～Ｓ３８の処理が実行される。

　図９は、表示装置１Ａにおける、入力画像の輝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。

　図９に示すように、表示装置１Ａにおいては、バックライト３３の輝度は、最大でも通常の輝度の半分に抑制される。表示装置１Ａにおいては、入力画像の輝度が１８％程度の場合に、バックライト３３の輝度が入力画像の輝度に等しくなるため、液晶透過率が１になる。入力画像の輝度が１８％程度よりも大きくなると、出力画像の輝度が入力画像の輝度よりも低くなる。この場合、階調輝度表現がバックライト輝度に依存するようになるため、階調輝度の表現力が低下する。このような状態は、本来は映像の不具合となる。しかし、実施形態３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、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。

　上述したとおり、実施形態１および２の表示装置１において、画像処理部２１は、タッチ領域における入力画像の輝度を低下させる。その結果、タッチ領域に対応するバックライト３３の輝度が低下することで、表示装置１における消費電力を低減する。

　これに対し、表示装置１Ａにおいては、タッチ領域に対応する光源３３１の輝度に上限を設け、上限よりも光源３３１が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１Ａの消費電力を低減する。

　バックライト輝度（光源３３１の輝度）の上限については、例えば表示装置１Ａにおいて実現したい消費電力量を決定し、当該消費電力量に対応するように設定すればよい。

　またバックライト輝度の上限については、例えば階調表現力を維持したい表示用画像の輝度の上限を決定し、この上限に対応するようにバックライト輝度の上限を設定してもよい。この場合、暗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以下である画素については、表示用画像の輝度を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。

　なお、本開示の一態様に係る表示装置において、実施形態１における画像処理部２１と、実施形態３におけるバックライトデータ生成部２３とを併用してもよい。すなわち、入力画像の輝度を画像処理部２１が低下させた後、バックライトデータにおけるバックライト輝度をバックライトデータ生成部２３が低下させてもよい。

　また、実施形態３に係る低消費電力技術は、実施形態１の表示装置に適用されてもよい。この場合には、タッチ領域以外の領域が低輝度領域として設定される。

　〔実施形態４〕
　本開示の実施形態４について、以下に説明する。

　図１０は、実施形態４の表示装置１Ｂの構成を示す図である。図１０に示すように、表示装置１Ｂは、表示装置１Ａの構成に加えて、輝度縮小処理部２６をさらに備える。

　図１１は、実施形態４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２６の構成を示すブロック図である。輝度縮小処理部２６は、入力画像、バックライトデータ、および明領域・低輝度領域情報を入力され、入力画像の一部の画素の輝度を低下させた処理後画像を生成する。

　図９に示すように、バックライト３３の輝度を５０％に低下させ、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。

　そこで、輝度縮小処理部２６は、液晶透過率が飽和しないように、液晶透過率が所定値以上になる入力画像の画素（ただし、最大の輝度を有する画素を除く）について、液晶透過率が１００％に達しないように所定の様式で当該画素の輝度を低下させる。上記所定値は、例えば８０％としてもよい。図９に示した例では、入力画像の入力信号の強度が１５％程度で液晶透過率は８０％になる。

　図１２は、表示装置１Ｂにおける、入力画像の輝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２６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１５％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１２のカーブＬ１が示すものである。すなわち、輝度縮小処理部２６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おける各画素の輝度を低下させる。

　図１３は、表示装置１Ｂにおける、輝度縮小処理部２６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。例えば、輝度縮小処理部２６は、処理前の画素の輝度と、処理後の画素の輝度とが図１３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２６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。

　ｙ＝ｘ・・・（１）

　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２６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２６による処理の正確さは、表示装置１Ｂの通常の使用形態においては重要ではない。

　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２６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２６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２６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。

　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ため、液晶透過率が飽和することを抑制できる。

　したがって、実施形態４における表示装置１Ｂは、（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ことができる。

　なお、輝度縮小処理部２６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。

　ところで、繰り返しになるが本開示に係る表示装置の一目的は、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１１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２６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２６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よいとも言える。

　図１３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％であるという前提のもとで（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。

　図１４は、実施形態４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２６の、図１１に示したものとは別の構成を示すブロック図である。図１４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２６に出力される。そのため、表示装置１Ｂ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。

　図１５は、実施形態４に係る表示装置１Ｂにおける処理を示すフローチャートである。実施形態４の表示装置１Ｂにおける処理は、実施形態３において説明した処理と比較して、ステップＳ３６とＳ３７との間にステップＳ４１が実行される点においてのみ相違する。

　実施形態４の表示装置１Ｂにおいては、ステップＳ３６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２６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（Ｓ４１）。その後、液晶データ生成部２４は、輝度縮小処理部２６により輝度が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（Ｓ３７）。

　（補足）
　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よい。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。

　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。

　（関連出願の相互参照）
　本出願は、2018年6月15日に出願された日本国特許出願：特願2018-114854に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。

　〔ソフトウェアによる実現例〕
　表示装置１、１Ａ及び１Ｂの主制御部２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、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

　後者の場合、表示装置１、１Ａ及び１Ｂ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ＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）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。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、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。

　１、１Ａ、１Ｂ　表示装置
　３　表示部
　２０　表示制御部（制御装置）
　１０２　タッチパネル
　３３１　光源

Claims

　独立制御可能な複数の光源を有する表示部とタッチパネルとを備えた表示装置の制御装置であって、
　前記表示部の表示領域のうち、前記タッチパネルにより検出したタッチ位置または予め想定されるタッチ位置に関連する表示領域とそれ以外の表示領域とで前記光源の明るさを異ならせるよう前記複数の光源を制御する制御装置。
　前記タッチ位置に関連する表示領域の前記光源を、それ以外の表示領域の前記光源より明るく点灯させる第一の表示処理を行う、請求項１に記載の制御装置。
　前記表示部の画面全体を暗領域に設定した状態において前記タッチ位置を検出した場合に、前記タッチ位置に関連する表示領域に対応する前記光源を他の前記光源より明るく点灯させることにより前記第一の表示処理を行う、請求項２に記載の制御装置。
　前記タッチ位置に関連する表示領域の前記光源をそれ以外の表示領域の前記光源より暗く点灯させる第二の表示処理を行う、請求項１に記載の制御装置。
　前記表示部の画面全体を明領域に設定した状態において前記タッチ位置を検出した場合に、前記タッチ位置に関連する表示領域に対応する前記光源を他の前記光源より暗く点灯させることにより前記第二の表示処理を行う、請求項４に記載の制御装置。
　入力画像の一部の領域の輝度を低下させることにより、当該領域に対応する前記光源の明るさを低下させる、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
　入力画像を忠実に表示する場合よりも輝度を低下させて当該入力画像の一部を表示する表示領域に対応する前記光源の輝度の上限値を低下させる、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
　請求項１～７のいずれか１項に記載の制御装置を備えた表示装置。
　独立制御可能な複数の光源を有する表示部とタッチパネルとを備えた表示装置の制御方法であって、
　前記表示部の表示領域のうち、前記タッチパネルにより検出したタッチ位置または予め想定されるタッチ位置に関連する表示領域とそれ以外の表示領域とで前記光源の明るさを異ならせるよう前記複数の光源を制御する制御方法。